制备纳米材料-聚合物动态交联凝复合物及其在钻井液中的应用
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.
Gels (Basel, Switzerland)
|August 28, 2025
概括
这项研究引入了一种新的凝复合系统 (GCS),使用改性纳米和P(AM-AAC) 来提高钻井流体的性能. 在石油和天然气钻井中,GCS有效地减少了流体损失,并改善了页岩水化抑制,这对油井钻井的稳定性至关重要.
科学领域:
- 材料科学
- 石油工程
- 化学工程
背景情况:
- 由于粘土水化和液体压力,钻井液进入多孔构造造成井口不稳定.
- 现有的方法很难有效地减轻钻井液入侵引起的井口不稳定性.
研究的目的:
- 开发一个动态的键交联网络弱凝结构,使用修饰的纳米和P(AM-AAC) 来提高钻井流体的性能.
- 评估拟议的凝复合系统 (GCS) 的堵塞性能和页岩水化抑制.
主要方法:
- 对堵塞性能和页岩水化抑制的实验性评估.
- 使用泽塔电位测量,SEM分析,接触角度测量和毛细血管力评估进行表征.
- 用修饰的纳米和P (AM-AAC) 制备凝复合系统 (GCS).
主要成果:
- 1%的GCS降低了切片的线性扩张率至14.8%,并提高了回收率至96.7%.
- 与KCl和多胺相比,GCS显示出更强的水合抑制.
- 修改后的纳米改变了页岩的性 (接触角度>60°),减少了毛细血管力和流体损失.
结论:
- 动态交联网络结构显著提高了钻井流体粘度,并减少了通过液相粘度和物理阻塞效应的流体损失.
- 改性纳米通过阻断纳米孔和改变页岩表面的湿度来稳定井口,从而减少毛细管力和表面自由能量.
- 开发的GCS为提高钻井操作中的井口稳定性提供了有希望的解决方案.
