聚合物基纳米SiO_2的制备及钻井液性能

以丙烯酰胺、马来酸酐和N,N-二甲基丙烯酰胺为反应单体,合成三元共聚物P(AMD),并以该三元共聚物为基体,纳米二氧化硅为填料,研制一种具有"核壳"结构的新型微纳米钻井液添加剂SDNP。借助TEM、粒径分布和GPC实验表征SDNP的微观形貌特征和相对分子质量,讨论SDNP对水基钻井液流变性及滤失性的影响,通过抗温性能、粒度分布、抑制性和润滑性室内实验综合评价和分析SDNP的性能及作用机理。研究结果表明:SDNP可显著改善钻井液体系流变性能,提高动塑比,使钻井液粒径分级合理,滤失量降低明显,耐温高达180℃以上,且抑制性和润滑性能突出,当SDNP质量分数为0.5%时,页岩回收率高达94%,而页岩膨胀率仅为2.3%,相对于基浆极压润滑系数降低率高达93.4%。

两亲嵌段疏水缔合聚合物基纳米SiO_2的合成及溶液特性

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠(AMPS)、马来酸酐(MA)和纳米二氧化硅为亲水单体,苯乙烯(St)为疏水单体,十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂,采用微乳液自由基聚合法制备了一种具有疏水缔合结构的聚合物基纳米二氧化硅复合材料。通过红外光谱、透射电镜、扫描电镜、粒径分布测试和凝胶渗透色谱法表征了聚合物纳米材料的分子结构和相对分子质量,探讨了聚合物基纳米二氧化硅在水溶液中疏水缔合特性,增粘性,抗温、耐温性及耐盐性能的影响规律。结果表明,当聚合物分子中含有1%的苯乙烯单体时,聚合物有较好的疏水缔合作用,纳米二氧化硅的引入可使聚合物分子在水溶液中产生特殊的微交联结构,且增粘性及热稳定性得到改善明显,复合材料热分解温度约为290℃,在室温至500℃范围内该材料的热失重总量仅为60%。