论文成果
基于非共价键相互作用的可自愈合凝胶随钻堵漏剂
摘要:针对常规吸水膨胀类凝胶不能再次交联,受压力波动易被带出漏层,承压能力降低导致堵漏效果差的问题,以壳聚糖为物理交联剂,与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)等单体聚合,制得自愈合凝胶。通过红外光谱、热重分析、扫描电镜表征了自愈合凝胶的结构,考察了其膨胀性、流变力学、自愈合性能、配伍性和封堵性等,分析了凝胶自愈合和封堵机理。结果表明,该凝胶具有海绵状双网络结构,凝胶结构之间存在多重非共价键作用(氢键作用、静电作用和疏水缔合作用)。自愈合凝胶的吸水膨胀性良好,随着温度的升高凝胶的吸水膨胀性能增强,120 ℃下凝胶的溶胀平衡值是常温的37倍。基于多重非共价键相互作用的凝胶颗粒在90 ℃下自愈合后具有较高的储能模量(3500 Pa)和凝胶结构恢复率(83%),在120 ℃下仍能表现出自愈合性能。凝胶颗粒与基浆的配伍性较好,随凝胶颗粒的增加,基浆的表观黏度增大,滤失量降低。当凝胶颗粒质量体积比达到2%时,可以满足20目(0.85 mm)以上砂粒模拟的孔隙性漏失地层的随钻堵漏需求。凝胶的自愈合机理主要依赖于其网络结构中的非共价键,这些键在凝胶受到破坏后能迅速断开并快速重新组合,从而恢复凝胶的完整性和功能性。在封堵机理方面,凝胶颗粒在漏失通道中通过运移、堆积和挤压,与地层形成紧密接触,并通过非共价键作用实现自愈合和与地层的紧密结合,形成强韧的凝胶封堵层。这种自愈合凝胶在提高随钻堵漏效率方面展现出应用潜力。
关键字:自愈合;防漏堵漏;凝胶;水基钻井液;非共价键
ISSN号:1000-4092
卷、期、页:网络发表
期刊分区(SCI为中科院分区):无
收录情况:北大中文核心期刊,地学领域高质量科技期刊分级目录(国内T2)
发表期刊名称:油田化学
通讯作者:郭春萍,管金田,郭友
第一作者:蒋官澄,贺垠博,杨丽丽,董腾飞
论文类型:期刊论文
论文概要:郭春萍,蒋官澄,管金田,郭友,贺垠博,杨丽丽,董腾飞,基于非共价键相互作用的可自愈合凝胶随钻堵漏剂,油田化学,,网络发表
论文题目:基于非共价键相互作用的可自愈合凝胶随钻堵漏剂
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