石油ベースの掘削液における断裂プラグのためのフェーズ変換硬化ダブルネットワークヒドロゲル

科学分野:

• 材料科学
• 石油工学
• ポリマー化学

背景:

• 掘削の過程で流通が失われると 流体が大幅に失われ 環境に損害を与え 費用が増加します
• 骨折を遮断するための既存のゲル材料は,高温の安定性や機械的な強さに制限があります.
• 効率的で環境に優しい掘削作業には 頑丈なゲルの開発が不可欠です

研究 の 目的:

• 石油ベースの掘削液のための高温耐性,相変換硬化双網ヒドロゲルの開発.
• 厳しいダウンホール条件下での水素ガスの機械的特性と詰め込み性能を向上させる.
• 改良されたヒドロゲルの性能の改善の背後にあるメカニズムを調査する.

主な方法:

• ダブルネットワークのヒドロゲルの合成
• エチレングリコール (EG),ポリエチレングリコール (PEG),グリセロール (Gly) を用いた相変換処理
• 機械特性 (圧縮強度),詰め込み効率,熱安定性 (TGA),化学組成 (GC-MS),化学構造 (ATR-IR) の評価

主要な成果:

• 段階変換により,圧縮強度と高温での詰め込み効率が大幅に改善されました.
• GC-MSは脱水と反応剤の交換を明らかにし,高温処理後に固体含有量と油相優位性が増加した.
• ATR-IRで確認された水素結合の形成は ゲルの強さに寄与する.
• TGAはPEGが熱安定性を高めると示し,EGは負の効果を持ち,Glyは軽微な影響を及ぼしている.

結論:

• 開発されたフェーズ変換で硬化された二重ネットワークのヒドロゲルは,高温の掘削液のアプリケーションに優れた性能を提供します.
• ジェルの強さは,相変換による固体含有量増加と脱水と水素結合の相乗効果に起因する.
• この材料は,困難な掘削環境で流失を軽減するための有望な解決策です.