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Updated: Sep 10, 2025
Synthesis of Stimuli-responsive Nanogels using Aqueous One-step Crosslinking and Co-nanopolymerization
Published on: January 24, 2025
Preparación de un compuesto de gel dinámico de nanomateriales y polímeros y su aplicación en fluidos de perforación
Fei Gao1,2,3, Peng Xu1,2,3, Hui Zhang4
1National Engineering Research Center for Oil & Gas Drilling and Completion Technology, School of Petroleum Engineering, Yangtze University, Wuhan 430100, China.
Este estudio introduce un nuevo sistema compuesto de gel (GCS) que utiliza nano-sílice modificada y P(AM-AAC) para mejorar el rendimiento del fluido de perforación. El GCS reduce efectivamente la pérdida de fluidos y mejora la inhibición de la hidratación de esquisto, crucial para la estabilidad del pozo en la perforación de petróleo y gas.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Ingeniería del petróleo
- Ingeniería Química
Sus antecedentes:
- La invasión del fluido de perforación en formaciones porosas causa inestabilidad del pozo debido a la hidratación de la arcilla y la presión del líquido.
- Los métodos existentes luchan para mitigar efectivamente la inestabilidad del pozo inducida por la intrusión del fluido de perforación.
Objetivo del estudio:
- Desarrollar una estructura de gel débil de enlace de hidrógeno dinámico en red utilizando nano-sílice modificada y P ((AM-AAC) para mejorar el rendimiento del fluido de perforación.
- Para evaluar el rendimiento de obstrucción y la inhibición de la hidratación de la pizarra del sistema compuesto de gel propuesto (GCS).
Principales métodos:
- Evaluación experimental del rendimiento del taponamiento y la inhibición de la hidratación de la pizarra.
- Caracterización mediante la medición del potencial zeta, el análisis SEM, la medición del ángulo de contacto y la evaluación de la fuerza capilar.
- Formulación de un sistema compuesto de gel (GCS) con nano-sílice modificada y P(AM-AAC).
Principales resultados:
- El 1% GCS redujo la tasa de expansión lineal de los esquejes al 14,8% y aumentó la recuperación al 96,7%.
- El GCS demostró una inhibición de la hidratación superior en comparación con el KCl y las poliaminas.
- La nano-sílice modificada alteró la humectabilidad de la pizarra a hidrofóbica (ángulo de contacto > 60°), reduciendo las fuerzas capilares y la pérdida de líquido.
Conclusiones:
- La estructura dinámica de la red interconectada mejora significativamente la viscosidad del fluido de perforación y reduce la pérdida de fluido a través de la viscosidad de la fase líquida y los efectos de bloqueo físico.
- La nano-sílice modificada estabiliza los pozos bloqueando los nano-poros y alterando la humedabilidad de la superficie de esquisto, reduciendo así la fuerza capilar y la energía libre de la superficie.
- El GCS desarrollado ofrece una solución prometedora para mejorar la estabilidad del pozo en las operaciones de perforación.
