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RAFT聚合制备嵌段聚合物结构对降滤失剂性能的影响

杨丽丽 王爱佳 蒋官澄 敖天 赵正国 唐润平

杨丽丽,王爱佳,蒋官澄,等. RAFT聚合制备嵌段聚合物结构对降滤失剂性能的影响[J]. 钻井液与完井液,2022,39(1):23-28 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.004
引用本文: 杨丽丽,王爱佳,蒋官澄,等. RAFT聚合制备嵌段聚合物结构对降滤失剂性能的影响[J]. 钻井液与完井液,2022,39(1):23-28 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.004
YANG Lili, WANG Aijia, JIANG Guancheng, et al.Effects of the molecular structure of block polymer developed through RAFT polymerization on filtration property of drilling fluids[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(1):23-28 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.004
Citation: YANG Lili, WANG Aijia, JIANG Guancheng, et al.Effects of the molecular structure of block polymer developed through RAFT polymerization on filtration property of drilling fluids[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(1):23-28 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.004

RAFT聚合制备嵌段聚合物结构对降滤失剂性能的影响

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.01.004
基金项目: 国家自然科学基金面上项目“聚合物拓扑结构和序列结构影响其流变调节能力的机理及结构优化研究”(51874329)
详细信息
    作者简介:

    杨丽丽,副教授,博导,从事钻井液处理剂研发、油气层产能保护等相关技术研究。E-mail:yangll@cup.edu.cn

  • 中图分类号: TE254.4

Effects of the Molecular Structure of Block Polymer Developed through RAFT Polymerization on Filtration Property of Drilling Fluids

  • 摘要: 为了探究聚合物结构对降滤失剂性能的影响,选用AMPS作为阴离子组分、离子液体1-乙烯基-3-乙基咪唑溴盐(VeiBr)作为阳离子组分及AM作为中性组分,采用可逆加成断裂链转移自由基(RAFT)聚合法合成了一系列组成相同而结构不同的两性离子降滤失剂。通过调节单体加入顺序合成了3种结构精确、键接顺序不同、分子量分布窄且可控的聚合物结构,即无规共聚物、部分嵌段共聚物和完全嵌段共聚物,并评价了其流变性能、降滤失性能。结果显示在其他条件相同的条件下,无规分布聚合物的降滤失效果最好,而嵌段聚合物可用于制备高动塑比的流型调节剂。通过改变链转移剂加量,精确调节聚合物分子量,进一步分析了同一聚合物结构下不同分子量对其性能的影响。结果表明分子量越大,聚合物整体呈现黏度增大、降滤失性能得到改善的趋势。因此,无规序列结构的嵌段聚合物在钻井液降滤失剂中性能较好,同时分子量越大的聚合物更加具有优势,该研究为从结构出发研发高效降滤失剂提供了理论基础。

     

  • 图  1  RAFT聚合机理

    图  2  聚合产物结构示意图

    图  3  聚合物合成反应方程式

    图  4  聚合物连接顺序对动塑比的影响

    图  5  3种不同结构聚合物分子量对性能的影响

    图  6  聚合物与黏土吸附模型

    表  1  聚合物结构对流变性及滤失性的影响

    CTA/
    %
    聚合物AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    FLAPI/
    mL
    分子量/
    kDa
    A136279799
    0.05B135269895
    C13420142981
    A226242750
    0.10B223203942
    C2241863538
    A3191452035
    0.15B3171252229
    C316784223
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-21
  • 修回日期:  2021-09-30
  • 录用日期:  2021-07-21
  • 刊出日期:  2022-05-06

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