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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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  • [1] 谭博雯,孙朝阳,计扬. 聚乙醇酸的合成、改性与性能研究综述[J]. 中国塑料,2021,35(10):137-146.

    TAN Bowen, SUN Chaoyang, JI Yang. A review in synthesis and modification of poly(glycolic acid)[J]. China Plastics, 2021, 35(10):137-146.
    [2] 伍李云,张美庭,张晓珊,等. 生物可降解材料及其在生物医学上的应用[J]. 轻工科技,2018,34(7):36-37,44.

    WU Liyun, ZHANG Meiting, ZHANG Xiaoshan, et al. Biodegradable materials and their applications in biomedical sciences[J]. Light Industry Science and Technolgy, 2018, 34(7):36-37,44.
    [3] 郭昊奇. 以白色化学污染为例浅析我国高分子可降解材料的应用现状及前景[J]. 化工管理,2017(32):59-60.

    GUO Haoqi. Taking white chemical pollution as an example to analyze the application status and prospects of polymer degradable materials in China[J]. Chemical Enterprise Management, 2017(32):59-60.
    [4] 张毅,刘晓林,王长恩,等. 可降解材料的性能表征及在压裂领域中的应用[J]. 新疆石油天然气,2019,15(3):94-97.

    ZHANG Yi, LIU Xiaolin, WANG Changen, et al. Performance characterization of degradable materials and its application in fracturing field[J]. Xinjiang Oil & Gas, 2019, 15(3):94-97.
    [5] 董明键,郭先敏,李子良. 可降解材料在完井工具中的应用及发展趋势[J]. 石油机械,2015,43(3):31-34.

    DONG Mingjian, GUO Xianmin, LI Ziliang. Application and future development of degradable materials in completion tools[J]. China Petroleum Machinery, 2015, 43(3):31-34.
    [6] 魏安超, 刘书杰, 蒋东雷, 等. 裂缝性储层环氧树脂自降解堵漏剂的制备与评价[J]. 钻井液与完井液, 2023, 40(2): 163-168.

    WEI Anchao, LIU Shujie, JIANG Donglei, et al.Synthesis and evaluation of epoxy resin self-degradation plugging agent for fractured formation[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2023, 40(2): 163-168
    [7] 刘伟, 朱方辉, 于淑珍, 等. 温度增强型高弹性液体胶塞暂堵剂研发及应用[J]. 钻井液与完井液, 2019, 36(6): 782-788.

    ZHU Fanghui, YU Shuzhen, et al. Development and application of a temperature enhanced highly elastic liquid gel temporary plugging agent[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2019, 36(6): 782-788.
    [8] 田虎虎, 韩德全, 郭立影, 等.可降解聚乙醇酸结晶行为与性能的构效关系[J].塑料科技, 2023, 51(10): 107-111.

    TIAN Huhu, HAN Dequan, GUO Liying, et al. Structure-performance relationship between crystallization behavior and properties of degradable polyglycolic acid[J]. Plastics Science and Technology, 2023, 51(10):107-111.
    [9] 黄万龙, 刘瀚宇, 赵明芳, 等. 煤层气暂堵用超支化聚合物的研制与评价[J]. 钻井液与完井液, 2023, 40(4): 487-494.

    HUANG Wanlong, LIU Hanyu, ZHAO Mingfang, et al.Development and evaluation of a hyperbranched polymer for temporary plugging coalbed methane[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2023, 40(4): 487-494.
    [10] SHAWE S, BUCHANAN F, HARKIN-JONES E, et al. A study on the rate of degradation of the bioabsorbable polymer polyglycolic acid (PGA)[J]. Journal of Materials Science, 2006, 41(15):4832-4838. doi: 10.1007/s10853-006-0064-1
    [11] HURRELL S, MILROY G E, CAMERON R E. The distribution of water in degrading polyglycolide. Part I: sample size and drug release[J]. Journal of Materials Science. Materials in Medicine, 2003, 14(5):457-464. doi: 10.1023/A:1023271003571
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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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