以γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570）、丙烯酰胺（AM）、二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）為單體,合成一種抗溫達200℃的兼具抑制和封堵性能的有機硅處理劑ADKN,能夠有效防止井壁坍塌。結果表明:ADKN可以通過在泥頁巖表面發(fā)生強烈的物理化學吸附作用,形成一層致密的吸附膜,有效抑制泥頁巖水化膨脹與分散,阻止壓力傳遞,保持井壁泥頁巖抗壓強度,從而起到井壁防塌作用;該抑制封堵劑與其他水基鉆井液處理劑配伍性好,具有一定的增黏效果和顯著的降濾失作用。 

【文章來源】：中國石油大學學報(自然科學版). 2020,44(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

壓力傳遞實驗裝置結構示意圖

熱重分析可以有效表征聚合物的抗溫性能,ADKN的熱重分析結果見圖2。由圖2可見,70～287 ℃為ADKN的熱降解第一階段,失重率為12.1%,其中,70～136 ℃溫度段的失重是由于聚合物吸水受潮而發(fā)生的水分蒸發(fā)導致的;136～287 ℃階段失重率小于5%,這是由于部分不穩(wěn)定側鏈基團發(fā)生熱降解引起的,這表明ADKN在287 ℃前可以保持穩(wěn)定,幾乎不發(fā)生熱降解。287～423 ℃為熱降解第二階段,失重率為51.7%,在該階段,聚合物分子側鏈發(fā)生熱降解,致使聚合物質量大幅降低。423～800 ℃為熱降解第三階段,當溫度高于423 ℃時,聚合物分子主鏈逐漸開始斷裂降解。

選用鉆井液常用封堵劑磺化瀝青、多元聚合醇為對比樣,質量分數(shù)均為3%,ADKN質量分數(shù)為1%,實驗結果如圖3所示。預先測試地層原始流體(飽和鹽水)的壓力傳遞作為參照,在3 MPa壓差條件下,約20 h后壓力傳遞完成,上下游壓力幾乎相同。ADKN的阻止壓力傳遞效果高于多元聚合醇和磺化瀝青,36 h后下游壓力僅增長約1.5 MPa,阻止壓力傳遞能力較磺化瀝青和多元聚合醇分別提升22%和18%,可能是因為其在頁巖表面吸附后形成了具有一定封堵強度結構膜,可以在壓差作用下阻止水分子進入巖樣內部,從而有效阻止壓力傳遞,維持井壁穩(wěn)定。

【參考文獻】：
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