油基钻井液用耐高温碳酸钙-聚氨酯核壳型微球井壁强化剂

作     者：孙方龙 李瑞刚 宋元成 焦延安 詹富斌 唐华 SUN Fanglong;LI Ruigang;SONG Yuancheng;JIAO Yan’an;ZHAN Fubin;TANG Hua

作者机构：中石化华北石油工程有限公司西部分公司新疆巴州841000 青岛大学环境科学与工程学院山东青岛266100 

基　　金：国家自然科学基金“光催化产氧磷酸银基S型可见光光催化剂的设计、制备及机理研究”(项目编号21975110) 

出 版 物：《油田化学》 (Oilfield Chemistry)

年 卷 期：2024年第41卷第2期

页      码：200-206页

摘      要：为了提高油基钻井液的封堵性能,以氯化钙、碳酸钠、谷氨酸、2,4-甲苯二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡等为原料,通过水热法制备了刚柔并济的核壳型碳酸钙-聚氨酯井壁强化剂。通过测定流变参数、破乳电压、滤失量和侵入深度等,考察井壁强化剂加量对基浆流变性、稳定性和封堵性的影响。将井壁强化剂与钛酸钾纤维、海泡石、硅藻土和氧化沥青等材料复配,研究了复配井壁强化剂对油基钻井液润湿性、流变性、稳定性、封堵性和耐温性等的影响。结果表明,井壁强化剂以耐高温且具备一定形变能力的聚氨酯为壳、碳酸钙球为核,微球粒径约2μm;对基浆流变性和稳定性的影响较小,可显著提高基浆的封堵性能;加量为2.5%~3.0%时可实现良好的封堵效果,破乳电压为525~542 V、侵入深度为0.6 cm。最优配方的复配井壁强化剂可显著提高油基钻井液的润湿性;对基浆流变性的影响较小,有利于基浆稳定性的提升,破乳电压提高至637 V。复配井壁强化剂各组分发挥协同效应,可以针对不同孔隙的裂缝进行有效封堵,表现出较好的降滤失性能。在常温下的滤失量和侵入深度分别为1.0 mL和0.2 cm。在经过180℃高温老化8 h后,复配井壁强化剂依旧保持较好的降滤失性能,滤失量和侵入深度分别为3.3 mL和0.3 cm,抗高温性能较好。核壳型井壁强化剂的聚氨酯软壳利于微球进入诱导裂缝的最前端,碳酸钙硬核能促进应力的分散,防止裂缝的进一步延伸,实现对井壁裂缝的有效封堵,同时能与钻井液保持良好的配伍性,封堵性能优异。

主 题 词：水热法 油基钻井液 井壁强化剂 碳酸钙 聚氨酯 封堵剂 耐高温 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

D　O　I：10.19346/j.cnki.1000-4092.2024.02.002

馆 藏 号：203128281...