有机纳米封堵剂的研究现状及存在问题分析

分析了钻井液选用有机纳米封堵剂的原因及优势,介绍了聚合物纳米粒子类封堵剂、纳米膨润土复合物和纳米乳液三种有机纳米封堵剂的特点及其性能评价方法,并对未来发展趋势及存在问题进行简要分析;从节约环保型发展角度出发,对未来发展方向提出了建议。有机纳米粒子被广泛应用于油气钻采领域,能够克服传统封堵剂易团聚的缺点,将其加入钻井液中不影响性能且能改善井壁稳定性,保护储层。结合现有科学技术,加强智能化研究,智能纳米粒子必将成为石油行业的一大趋势,具有一定的工程价值。

钻井液用封堵剂的评价方法及影响因素

井塌、井漏、油气层保护是当前制约钻井工程顺利进行的3大技术难题。为了解决此难题,要求钻井液具有强的封堵性能。通过对钻井液封堵剂的评价方法及影响因素进行研讨,提出采用42型或71型高温高压滤失量测定仪,测定钻井液HTHP滤失量、HTHP渗透失水、HTHP砂床滤失量和HTHP砂床渗透失水4个指标来评价钻井液的封堵效果;并对钻井液封堵剂种类、加量、膨润土和加重剂含量、钻井液中固相粒级分布、含油量、温度、压差、地层裂隙大小等因素对钻井液封堵效果的影响进行了研讨。得出,复配使用降滤失剂、沥青类产品、成膜封堵剂等可以有效实现对地层裂隙的封堵,随温度与压差增加,封堵剂的品种与加量必须进行调整。

有机纳米封堵剂的制备及性能评价

由于***能源战略需求,对页岩气开采越来越重要,为了在水基钻井液钻进过程中安全钻到所需地层,需要纳米级别颗粒才能进行有效封堵。本以此为研究基础背景,发现水基钻井液中存在微米颗粒,不存在纳米级颗粒,而无机纳米材料存在着易团聚、封堵效果差等缺点。基于上述存在问题,本以有机聚合物纳米粒子为研究对象,从制备、性能评价、微观封堵模拟三个方面展开研究。主要研究内容如下:一,在聚合物纳米颗粒的制备方面,用酸甲酯(MMA)、酸羟乙酯(HEMA)作为反应单体,过***钾作为引发剂,以乳液聚合原理为基础,制备出一种聚合物纳米粒子封堵剂,产物记做DG1。实验测得佳反应条件为:引发剂量:0.5%(占单体总质量的百分数),搅拌速率:150r/min,反应单体佳比例:HEMA:MMA=3:1,反应单体浓度:20%,乳化剂配比:4:1(质量比),65℃恒温水浴4h。

一种页岩地层环保型纳米封堵剂的研制及性能评价

以酰胺、2-酰胺-2-丙磺酸和液体石蜡为原料,在以偶氮二异庚腈为引发剂的条件下合成出一种页岩地层用纳米封堵剂LNM,通过红外光谱分析、热重分析和粒度实验对其结构进行表征,同时对其封堵性能和环保性能进行评价。结果表明:在1 625 cm~(-1)处没有出现峰值,表明C=C的伸缩振动峰消失并打开,、醚基、羰基、亚等基团峰值均存在;产物在320℃以下不容易发生分解,结构稳定;LNM粒度中值在未使用分散手段前达到132nm,已经达到了纳米级别。建立模拟页岩地层微裂缝评价封堵性能评价方法,在各类纳米封堵材料评价中,纳米封堵材料LNM具有优异的封堵能力,堵剂加量1%渗透率降低超过40%。当加量超过5%时,渗透率降低率接近70%。当加量为9%时,泥饼封堵时测试的渗透率可以达到2.862×10~(-4) mD,较封堵前的1.316 4×10~(-3) mD下降了78.26%;EC50=48 091 mg·L~(-1),表明LNM***,对环境无害,达到环保要求。