油基纳米封堵防塌剂的制备和评价

以325目鳞片石墨和高锰酸钾为原料,通过控制高锰酸钾与石墨质量比大于3∶1,制备出粒径分布约200 nm的刚性纳米氧化石墨烯;选取软化点为70℃沥青粉末进行室内氧化。利用FT-IR、热重分析、粒径分布、TEM等手段进行表征。实验结果表明,氧化石墨烯和氧化沥青制备成功;沥青的软化点升高为125℃、分解温度提高至200℃以上。通过刚性材料氧化石墨烯复配能软化变形的氧化沥青,成功制备纳米封堵防塌剂。将3%封堵防塌剂分散在7^(#)白油中进行封堵测试,发现在2 MPa,120℃的条件在孔径为200 nm的微孔滤膜下,30 min内高温高压滤失量为4 mL,封堵性能良好。

P(AA/AMPS)与P(AM/AA/AMPS)水溶液高温降解机理研究

为研究丙烯酰胺类聚合物在水溶液中的高温降解机理,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体制备了P(AA/AMPS)、P(AM/AA/AMPS)两种模板聚合物,将两种聚合物分别在200、220、240℃下进行降解实验,使用FTIR、1H-NMR、XPS、GPC、TG-IR等分析聚合物及其降解产物。研究结果表明,丙烯酰胺类聚合物在水溶液中的高温降解行为主要发生在不抗温的侧基,表现为主链次甲基含量的下降。次甲基断键后,主链断裂导致聚合物的相对分子质量降低,降解过程中生成二氧化碳、氨气等小分子。两种聚合物在热重测试中抗温能力与水溶液中的抗温能力矛盾,因此评价丙烯酰胺类钻井液处理剂抗温能力时不能以热重分析结果作为标准。

贝壳粉基自适应性封堵剂

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为聚合单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂、甲基丙烯酸十二烷酯(DM)为功能单体、过硫酸铵(APS)-亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,形成的凝胶聚合物将贝壳粉包裹形成多核无定形微囊。通过研究封堵剂吸水性能和形貌确定了AA∶AM质量比为1∶3时效果最佳。该封堵剂有良好的自适应性,封堵性能优异,对钻井液流变性影响较小,抗温抗盐性能良好,单剂180℃老化16 h后,结构保持完整,加入1%封堵剂的4%膨润土浆在150℃老化16 h后的API滤失量为11.4 mL,环保体系加入1%该封堵剂在150℃老化16 h后,中压砂床测试侵入程度为28.74%;1%30~50目封堵剂可封堵宽0.5 mm、深5 mm的模拟裂缝,且承压至4 MPa。