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聚合物纳米复合增黏剂的制备

宋祥先 王本利 仇恒彬 慕熙荣 谢彬强

宋祥先,王本利,仇恒彬,等. 聚合物纳米复合增黏剂的制备[J]. 钻井液与完井液,2024,41(6):736-741 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.005
引用本文: 宋祥先,王本利,仇恒彬,等. 聚合物纳米复合增黏剂的制备[J]. 钻井液与完井液,2024,41(6):736-741 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.005
SONG Xiangxian, WANG Benli, QIU Hengbin, et al.Preparation and performance evaluation of polymer nanocomposite viscosifier[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(6):736-741 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.005
Citation: SONG Xiangxian, WANG Benli, QIU Hengbin, et al.Preparation and performance evaluation of polymer nanocomposite viscosifier[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(6):736-741 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.005

聚合物纳米复合增黏剂的制备

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.06.005
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:

    宋祥先,在读硕士研究生,从事油田化学方面的研究。电话 18294408685;E-mail:2277378125@qq.com

    通讯作者:

    谢彬强,E-mail:binqiangxie@163.com。

  • 中图分类号: TE 254.4

Preparation and Performance Evaluation of Polymer Nanocomposite Viscosifier

  • 摘要: 针对目前常用的钻井液增黏剂在高温高盐下增黏性能较差,无法适用于高温深部储层的问题,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二乙基-2-丙烯酰胺(DEAM)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和改性纳米SiO2颗粒(E-np)为原料,通过原位聚合制备了一种高温增稠性能良好的纳米复合材料E-APNC。通过正交实验对合成条件进行了优化,使用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)确定了E-APNC的分子结构,考察了E-APNC的增黏性能、抗剪切性能、耐温性能和耐温抗盐性能。通过24 h的静置实验,考察了nps、N-np、和E-np的分散性,E-np具有更好的分散性。研究结果表明,在常温下1%加量的E-APNC溶液表观黏度达66 mPa·s,与APNC相比具有良好的增黏性能;加量为1%、剪切速率为1021 s−1的E-APNC溶液黏度可达60 mPa·s;在20%NaCl溶液中,200 ℃老化16 h后,E-APNC溶液的表观黏度保持率达65%。与聚合物APNC和N-APNC相比,E-APNC具有更好的抗剪切性能与耐温抗盐性能。

     

  • 图  1  纳米SiO2的改性

    图  2  E-APNC的合成路线

    图  3  纳米颗粒在清水中的分散性

    图  4  APNC和E-APNC的红外光谱图

    图  5  APNC、N-APNC和E-APNC溶液黏度随温度的变化

    图  6  不同溶液老化后黏度随剪切速率的变化

    图  7  老化温度对APNC、N-APNC和E-APNC溶液表观黏度保持率的影响

    图  8  盐浓度对APNC、N-APNC和E-APNC溶液表观黏度保持率的影响

    图  9  1%E-APNC在不同盐浓度及温度下溶液表观黏度保持率的变化

    表  1  正交实验因素水平表

    水平 T反应/ ℃(A) 单体配比(B) 纳米材料/%
    (C)
    1 50 AMPS∶DEAM=40%∶60% 2.5
    2 55 AMPS∶DEAM=45%∶55% 3.0
    3 60 AMPS∶DEAM=50%∶50% 3.5
    4 65 AMPS∶DEAM=60%∶40% 4.0
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    表  2  E-APNC正交实验结果

    编号反应温度单体配比纳米材料加量AV保持率/%
    1A1B1C141.23
    2A1B2C238.45
    3A1B3C345.65
    4A1B4C435.66
    5A2B1C245.98
    6A2B2C140.91
    7A2B3C447.02
    8A2B4C341.75
    9A3B1C339.37
    10A3B2C435.35
    11A3B3C142.10
    12A3B4C246.28
    13A4B1C437.62
    14A4B2C348.68
    15A4B3C244.52
    16A4B4C140.54
    K140.24841.05041.195
    K243.91540.84843.808
    K340.77544.82043.863
    K442.84041.05838.913
    R3.6683.9754.950
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-07-13
  • 修回日期:  2024-08-25
  • 刊出日期:  2024-11-30

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