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温敏聚合物与膨润土协同作用对水基钻井液流变性能的影响

肖思卓 史玉钊 孙艳宇 龚露 谢彬强

肖思卓,史玉钊,孙艳宇,等. 温敏聚合物与膨润土协同作用对水基钻井液流变性能的影响[J]. 钻井液与完井液,2026,43(1):28-34 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.004
引用本文: 肖思卓,史玉钊,孙艳宇,等. 温敏聚合物与膨润土协同作用对水基钻井液流变性能的影响[J]. 钻井液与完井液,2026,43(1):28-34 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.004
XIAO Sizhuo, SHI Yuzhao, SUN Yanyu, et al.The influence of the synergistic effect between thermo-responsive polymers and bentonite on the rheology of water-based drilling fluids[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(1):28-34 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.004
Citation: XIAO Sizhuo, SHI Yuzhao, SUN Yanyu, et al.The influence of the synergistic effect between thermo-responsive polymers and bentonite on the rheology of water-based drilling fluids[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(1):28-34 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.004

温敏聚合物与膨润土协同作用对水基钻井液流变性能的影响

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.004
基金项目: 长江大学·非常规油气省部共建协同创新中心开放基金资助项目“页岩地层用温敏缔合型封堵剂研制及其机理研究”(UOG2024-11)。
详细信息
    作者简介:

    肖思卓,长江大学油气田应用化学专业硕士研究生在读。E-mail:1061118254@qq.com

    通讯作者:

    史玉钊,高级工程师,主要研究方向为油气井工作液,储层改造。E-mail:15554609050@163.com

  • 中图分类号: TE254.3

The Influence of the Synergistic Effect between Thermo-Responsive Polymers and Bentonite on the Rheology of Water-Based Drilling Fluids

  • 摘要: 针对常规聚合物易高温降解导致钻井液流变失稳的难题,分别以N-乙烯基己内酰胺(NVCL)、N,N-二乙基丙烯酰胺(DEAM)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为温敏单体,丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸钠(NaAMPS)为亲水单体,使用自由基聚合法制备了3种具有不同温敏基团的聚合物PAANVCL、PAADEAM和PAANIPAM。采用比浊法测定了聚合物溶液的低临界溶解温度(LCST),利用FT-IR对温敏聚合物与膨润土作用前后的结构进行了表征,基于XRD、Zeta电位和等温吸附测试对比分析了具有不同温敏基团的聚合物与膨润土间的相互作用,并研究了温敏基团类型对聚合物在膨润土基浆中高温流变性能的影响。结果表明,温敏聚合物PAANVCL的LCST高达85℃,PAADEAM和PAANIPAM的LCST则为77℃和73℃;在室温、90℃下聚合物PAANVCL在膨润土颗粒上的吸附量最高,其次为PAADEAM、PAANIPAM;160℃、16 h老化后水基钻井液PAANVCL-BT表观黏度保持率达81.13%,PAADEAM-BT、PAANIPAM-BT黏度保持率则为72.52%、69.44%。此外,钻井液PAANVCL-BT在100~160℃下表观黏度、塑性黏度和动切力的波动幅度均保持在15%以内,具有较好的高温流变稳定性。温敏基团类型对聚合物与膨润土的相互作用有显著影响,具有环状结构温敏基团的聚合物PAANVCL在水基钻井液中表现出优异的流变稳定性能。

     

  • 图  1  温敏聚合物的合成路线

    图  2  温敏聚合物与膨润土复合前后FT-IR光谱图

    图  3  温敏聚合物-膨润土复合样品X射线分析图

    图  4  温敏聚合物-膨润土复合样品Zeta电位变化

    图  5  温敏聚合物溶液浊度变化曲线

    图  6  温敏聚合物在膨润土颗粒上的等温吸附线

    图  7  温度对水基钻井液流变参数的影响

    图  8  钻井液体系黏度随温度变化曲线

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-07-18
  • 修回日期:  2025-08-25
  • 网络出版日期:  2026-02-09
  • 刊出日期:  2026-02-09

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