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贝壳粉基自适应性封堵剂

余文可 林凌 罗云翔 李鑫 古晗

余文可,林凌,罗云翔,等. 贝壳粉基自适应性封堵剂[J]. 钻井液与完井液,2021,38(6):715-720 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.06.008
引用本文: 余文可,林凌,罗云翔,等. 贝壳粉基自适应性封堵剂[J]. 钻井液与完井液,2021,38(6):715-720 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.06.008
YU Wenke, LIN Ling, LUO Yunxiang, et al.A self-adaptive shell powder plugging agent[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2021, 38(6):715-720 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.06.008
Citation: YU Wenke, LIN Ling, LUO Yunxiang, et al.A self-adaptive shell powder plugging agent[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2021, 38(6):715-720 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.06.008

贝壳粉基自适应性封堵剂

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2021.06.008
基金项目: 中国石油集团关键核心技术项目“抗温240 ℃以上的环保井筒工作液新材料”(2020A-3913)
详细信息
    作者简介:

    余文可,1995年生,在读硕士研究生,主要从事钻井液技术相关的研究工作。电话 19982081216;E-mail:457337591@qq.com

    通讯作者:

    林凌,副教授,博士,1985生,毕业于西南石油大学应用化学专业,现在主要从事两性例子聚合物、改性纳米材料等化学处理剂研发及钻井液、压裂液体系构建。E-mail:cowbolinling@aliyun.com

  • 中图分类号: TE254.4

A Self-Adaptive Shell Powder Plugging Agent

  • 摘要: 以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为聚合单体,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂、甲基丙烯酸十二烷酯(DM)为功能单体、过硫酸铵(APS)-亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂,形成的凝胶聚合物将贝壳粉包裹形成多核无定形微囊。通过研究封堵剂吸水性能和形貌确定了AA∶AM质量比为1∶3时效果最佳。该封堵剂有良好的自适应性,封堵性能优异,对钻井液流变性影响较小,抗温抗盐性能良好,单剂180 ℃老化16 h后,结构保持完整,加入1%封堵剂的4%膨润土浆在150 ℃老化16 h后的API滤失量为11.4 mL,环保体系加入1%该封堵剂在150 ℃老化16 h后,中压砂床测试侵入程度为28.74%;1%30~50目封堵剂可封堵宽0.5 mm、深5 mm的模拟裂缝,且承压至4 MPa。

     

  • 图  1  4种封堵剂(AA与AM不同质量比)的SEM图与对应老化结果

    图  2  贝壳粉、AAAN及AAAN-13的红外光谱

    图  3  封堵剂AAAN-13的热重分析

    图  4  封堵剂AAAN-13单剂老化后的形貌

    表  1  不同AA与AM配比对吸水凝胶性能影响

    AA∶AM去离子水吸水倍率10%NaCl吸水倍率
    3∶148.627.84
    1∶17.6986.70
    1∶36.0466.17
    0∶29.0376.61
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    表  2  不同封堵剂的API滤失及流变性能

    封堵剂老化条件AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    FLAPI/
    mL
    空白老化前7.05.02.023.2
    180 ℃、16 h9.08.01.043.0
    贝壳粉老化前15.55.010.526.6
    180 ℃、16 h18.07.510.532.4
    AAAN老化前58.030.028.07.2
    180 ℃、16 h5.55.00.516.8
    200目AAAN-13老化前24.012.012.010.4
    180 ℃、16 h11.510.01.311.4
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    表  3  100~200目封堵剂加量对侵入程度的影响

    封堵剂/%侵入程度/%
    2.0023.10
    1.5025.50
    1.0028.74
    0.7534.56
    0.5047.96
    0.2572.45
    0100.00
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    表  4  体系中加入不同封堵剂在150 ℃老化后的封堵结果

    体系封堵剂钻井液状态侵入程度/%FL/mL
    3%基浆100~200目糊状、
    有凝胶颗粒
    24.90
    50~100目糊状、
    有凝胶颗粒
    23.60
    30~50目糊状、
    有凝胶颗粒
    19.20
    环保钻井液空白10010 s全部漏失
    AAAN流变好、
    无凝胶颗粒
    10032 s全部漏失
    100~200目流变好、
    有凝胶颗粒
    28.740
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  • [1] 徐哲. 一种新型外柔内刚型封堵剂的研制[J]. 钻井液与完井液,2020,37(6):726-730. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.06.008

    XU Zhe. Research and development of a novel internal rigid external soft plugging agent[J]. Drilling & Production Technology, 2020, 37(6):726-730. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.06.008
    [2] 刘卫东,朱晓虎,蒋文海,等. 页岩微裂缝模拟实验评价[J]. 钻采工艺,2019,42(2):104-107.

    LIU Weidong, ZHU Xiaohu, JIANG Wenhai, et al. Evaluation of shale micro-fracture simulation experiments[J]. Drilling & Production Technology, 2019, 42(2):104-107.
    [3] 狄丽丽,张智,段明,等. 超强吸水树脂堵漏性能研究[J]. 石油钻探技术,2007,35(3):33-36. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2007.03.010

    DI Lili, ZHANG Zhi, DUAN Ming, et al. Research of plugging ability of super-absorbent resin[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2007, 35(3):33-36. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2007.03.010
    [4] 张战. 钻井液用柔性颗粒封堵剂研制[D]. 青岛: 中国石油大学(华东) , 2018.

    ZHANG Zhan. Research of flexible particle plugging agent on drilling fluids[D]. Qingdao: China University of Petroleum(East China), 2018.
    [5] 周佩,李谦定,李辉,等. 体膨型堵漏材料及其堵漏机理研究进展[J]. 油田化学,2009,26(1):111-114.

    ZHOU Pei, LI Qianding, LI Hui, et al. Advances in development of expandible lost circulation materials[J]. Oilfield Chemistry, 2009, 26(1):111-114.
    [6] ZHANG Zhan, LYU Kaihe.Research of flexible particle plugging agent[C]// Beijing:International Petroleum and Petrochemical Technology Conference, IPPTC-20182051.
    [7] 常冬梅,齐赫东,郭丽梅. 储层改造可降解暂堵剂的制备及表征[J]. 精细化工,2018,35(10):1745-1750.

    CHANG Dongmei, QI Hedong, GUO Limei. Preparation and characterization of degradable temporary plugging agent for reservoir reconstruction[J]. Fine Chemicals, 2018, 35(10):1745-1750.
    [8] ZHU Daoyi , FANG Xingyu, SUN Renxian, et al. Development of degradable pre-formed particle gel (DPPG) as temporary plugging agent for petroleum drilling and production[J]. Petroleum Science, 2021(18)479-494.
    [9] 张家旗. 淀粉基可降解暂堵剂研制及在钻井液中的应用[D]. 青岛: 中国石油大学(华东), 2018.

    ZHANG Jiaqi. Development and application of starch-based degradable temporary plugging agent in drilling fluid[D]. Qingdao: China University of Petroleum(East China), 2018.
    [10] 王增宝,赵修太,陈木君泽,等. 基于架状结构内核的热采井内刚外柔颗粒堵剂研究及应用[J]. 西安石油大学学报(自然科学版),2017,32(2):86-92.

    WANG Zengbao, ZHAO Xiutai, CHENMU Mujunze, et al. Research and application of particulated plugging agent with hard framework core and soft external structure for thermal production wells[J]. Journal of Xi'an Shiyou University( Natural Science Edition), 2017, 32(2):86-92.
    [11] 刘永兵,蒲万芬,胡琴. P(AA-AM)/MM T预交联凝胶颗粒调剖技术[J]. 地质科技情报,2005,24(2):105-108. doi: 10.3969/j.issn.1000-7849.2005.02.019

    LIU Yongbin, PU Wanfen, HU Qin. Synthesis and properties of P(AA-AM)/MMT water-swellable polymer as water-plugging and profile-modification agent[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2005, 24(2):105-108. doi: 10.3969/j.issn.1000-7849.2005.02.019
    [12] 苗娟. 可控膨胀堵漏剂的研制与性能研究[D]. 成都: 西南石油大学, 2010.

    MIAO Ju. Development and performance research of controllable expansion plugging agent[D]. Chengdu: Southwest Petroleum University, 2010.
    [13] 郝琦玮,段晓宁,王趁义,等. 海洋生物质材料/无机矿物材料改进高吸水树脂的研究进展[J]. 化工新型材料,2017,45(7):18-20.

    HE Qiwei, DUAN Xiaoning, WANG Zhenyi, et al. Research progress of super absorbent resin modified by marine biomass/inorganic mineral[J]. New Chemical Materials, 2017, 45(7):18-20.
    [14] 葛柳钦. 贝壳粉体的功能化及其在吸附材料和高分子复合材料中的应用[D]. 杭州: 浙江大学, 2018.

    GE Liuqin. Functionalization of shell waste and its application in adosrbents and polymer composites [D].Hangzhou: Zhejiang University, 2018.
    [15] 李岩. 抗高温高强度凝胶堵漏技术的研究[D]. 北京: 中国石油大学(北京), 2017.

    LI Yan. Study on plugging technology of high temperature and high strength gel[D]. Beijing: China University of Petroleum (Beijing), 2017.
    [16] 牛磊星,孙平贺. 丙烯酸高吸水膨胀树脂在深部钻探中的堵漏试验[J]. 地质科技情报,2017,36(1):208-212.

    NIU Leixing, SUN Pinghe. Experimental study on the plugging of acrylic acid high water absorbing resin in deep drilling.[J]. Bulletin of Geological Science and Technology, 2017, 36(1):208-212.
    [17] 张彬,肖霄,韩芸娇,等. 碳酸钙三级红外光谱研究[J]. 无机盐工业,2021,53(1):97-101. doi: 10.11962/1006-4990.2020-0083

    ZHANG Bin, XIAO Xiao, HAN Yunjiao, et al. Study on third-step infrared spectroscopy of calcium carbonate[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2021, 53(1):97-101. doi: 10.11962/1006-4990.2020-0083
    [18] 褚奇, 罗平亚, 冯俊雄, 等. 抗高温有机硅共聚物降滤失剂的合成与性能[J]. 石油化工, 2011, 40(9): 991-996.

    CHU Qi, LUO Pingya, FENG Junxiong, et al. Synthesis and properties of an organosilicon copolymer used as high temperature fluid loss control additive[J]. Petrochemical Technology, 2011, 40(9) : 991-996.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-25
  • 录用日期:  2021-04-25
  • 刊出日期:  2021-11-30

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