谢彬强等:梳型温敏聚合物对无固相水基钻井液高温流变性的调控
2024-04-12 09:45:46   作者:   点击:3166   来源:中国石油学会

钻井液的固相伤害是一个普遍问题,但却不容忽视,特别是对于裂缝性碳酸盐岩储层、中—高渗砂岩储层等均为对固相伤害非常敏感的油气藏,如果固相伤害未加控制,不仅会导致油气井产量明显降低,而且还会影响后期的酸化压裂效果,降低油气田开发的经济效益。无固相钻井液能最大程度的避免固相伤害,且具有机械钻速高、润滑性好、流动阻力小等优点,为油气层钻探中常用的钻井液体系。但无固相钻井液的抗温性能较差,特别是高温下钻井液流变稳定性不佳,不能满足深层高温油气藏的高效钻探需求。但当前无固相钻井液中常用线性丙烯酰胺类聚合物耐温抗盐性能不足,且增加聚合物侧链刚性和官能团功能化的设计的传统方式对其性能提升作用效果有限,制约了无固相钻井液在深层高温油气藏钻探中的应用。针对以上问题,长江大学谢彬强教授研究团队基于自制的亲水/疏水性能和链长可控的温敏大单体,创新性将梳型聚合物的链结构特性与温敏聚合物的温敏缔合特性相结合,设计、制备了一种具有梳状结构的温敏聚合物,以进一步提高温敏聚合物的抗温性能。通过对比前期自研线性温敏聚合物,研究了其高温增稠行为、相变温度的变化规律以及调控无固相钻井液高温流变性能的规律等,分析了温敏聚合物的链形状对其抗温性能的影响,以期为解决高温无固相钻井液流变性失稳难题提供技术支持。相关研究认识刊登在《石油学报》第45卷第2期。

研究团队设计、制备了兼具梳状结构和温敏缔合特性的梳型温敏聚合物TSP-Comb,相较于线性温敏聚合物,通过分子内梳状侧链间的温敏缔合作用,TSP-Comb在高温流变稳定性和相变温度提升方面均有明显改善;

基于TSP-Comb构建的无固相钻井液的流变性随温度的变化规律与传统钻井液不同,在90~180℃范围内,TSP-Comb可将无固相水基钻井液的表观黏度、塑性黏度、动切力等流变参数的变化率控制在25%以内,显著提高了无固相钻井液的高温流变稳定性,该钻井液在高温高压条件下的流变特性符合赫-巴模式;

相较于线性聚合物,具有分子刚性强、分子链排列成结构规整、较大的流体力学半径等特性的梳型温敏聚合物TSP-Comb有效提高了无固相钻井液的高温流变稳定性,为无固相水基钻井液高温流变性能调控提供了一种新方法。

论文链接:http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202402008

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附件:谢彬强等:梳型温敏聚合物对无固相水基钻井液高温流变性的调控.pdf