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PGA可降解材料作为钻完井液暂堵剂实验研究

董晓强 金冰垚 刘雨涵 钱晓琳 余福春

董晓强,金冰垚,刘雨涵,等. PGA可降解材料作为钻完井液暂堵剂实验研究[J]. 钻井液与完井液,2024,41(2):166-171 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.004
引用本文: 董晓强,金冰垚,刘雨涵,等. PGA可降解材料作为钻完井液暂堵剂实验研究[J]. 钻井液与完井液,2024,41(2):166-171 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.004
DONG Xiaoqiang, JIN Bingyao, LIU Yuhan, et al.Experimental study on degradable PGA as temporary plugging agent in drill-in fluids[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(2):166-171 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.004
Citation: DONG Xiaoqiang, JIN Bingyao, LIU Yuhan, et al.Experimental study on degradable PGA as temporary plugging agent in drill-in fluids[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(2):166-171 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.004

PGA可降解材料作为钻完井液暂堵剂实验研究

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.02.004
基金项目: 中石化科技部前瞻项目“PGA可降解材料在钻井液中的应用前瞻研究”(P22227);中石化科技部攻关项目“准噶尔盆地腹部超深层优快钻井技术研究”(P22134)。
详细信息
    作者简介:

    董晓强,副研究员,博士,毕业于山东大学物理化学专业,现在从事储层保护钻井液及高温高密度钻井液体系及工艺研究工作。电话(010)56606595;E-mail:dongxq.sripe@sinopec.com。

  • 中图分类号: TE245

Experimental Study on Degradable PGA as Temporary Plugging Agent in Drill-in Fluids

  • 摘要: 聚乙醇酸(PGA)具有良好的环保特性,通过高温浸泡前后PGA力学性能、颗粒粒径、分子热稳定性和晶体致密度等参数分析,研究了PGA在水相及油相环境中的热稳定性,评价了PGA作钻完井液暂堵剂的应用潜力。结果表明PGA理化性质受钻井液液相环境和温度的影响较大。对水基钻井液而言,100 ℃高温水相环境下PGA分子受pH值影响降解生成低聚物,分子热稳定性降低、力学强度下降,表现为强酸(pH<5)及强碱(pH>9)环境加速降解,且强碱条件下降解快于强酸环境。高温油相环境导致PGA颗粒先溶胀后出现剥落、破碎现象,本体由塑性向脆性转变,抗拉及抗压强度出现一定程度下降,PPA封堵实验显示油相环境中8 d内具有良好的封堵效果。与水基钻井液相比,暂堵剂PGA更适合在油基钻井液中使用。

     

  • 图  1  PGA分子结构

    图  2  不同温度水溶液中PGA尺寸随pH值变化

    图  3  不同油相浸泡后PGA板材尺寸变化

    图  4  PGA板材经高温老化后的抗拉强度(左)和抗压强度(右)

    图  5  高温老化后PGA颗粒粒径随水相pH值和油相变化的情况

    图  6  PGA板材在100 ℃、pH=11的水溶液中老化1 d前后形貌变化(左、中)以及白油中150 ℃老化5 d后状态(右)

    图  7  PGA在水基及油基钻井液中砂床封堵效果

    图  8  PGA在水基(左图)及油基(右图)钻井液中PPA滤失量

    图  9  PGA在水相及油相中老化前后衍射峰变化

    图  10  PGA在水相中老化前后热重曲线

    表  1  PGA热稳定性及力学性质

    玻璃化转
    变温度/℃
    形变温度/
    熔融温度/
    拉伸强度/
    MPa
    弯曲强度/
    MPa
    35~40~170220~230115222
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    表  2  PGA在水相及油相中老化前后晶格参数

    参数初始水相(pH=11)液体石蜡白油
    晶体致密度/%1.69931.65471.67881.6698
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-10-30
  • 修回日期:  2023-11-30
  • 录用日期:  2023-12-01
  • 刊出日期:  2024-04-02

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