超分子凝胶封堵剂及其封堵机制

摘要

为解决油气钻采过程中恶性漏失地层的钻井液漏失问题，采用胶束共聚法制备一种基于疏水缔合作用的超分子凝胶封堵剂，应用于油气钻采过程中封堵地层中的裂缝和孔隙。该封堵剂由丙烯酰胺、甲基丙烯酸十八烷基酯、十二烷基硫酸钠等单体通过自由基聚合形成。根据油气钻采过程中对封堵材料的要求，对超分子凝胶的成胶时间、流变性、溶胀性、力学性能以及封堵性能等进行室内评价。结果表明：超分子凝胶封堵剂的成胶时间可控，在一定剪切应变和扫描频率范围内具有优异的黏弹性恢复能力，在压缩量接近87%时，压缩应力达到1.43 MPa;超分子凝胶的溶胀性能良好，其溶胀过程为非Fickian扩散型，溶胀过程除水分子扩散外，受凝胶网络及高分子链段弛豫、水分子与高分子网络间及高分子网络基团间相互作用等因素的影响较大；超分子凝胶具有较强的地层黏结能力，封堵性能良好，封堵率大于95%,能有效降低漏失、提高封堵效果，适用于非均质、恶性漏失层的长效封堵。

关键词

超分子凝胶 / 封堵剂 / 流变性能 / 溶胀性能 / 封堵效果

基金资助

国家资助博士后研究人员计划(GZC20251950); 国家自然科学基金基础科学中心项目(52288101);国家自然科学基金面上项目(52374023,52074327); 山东省泰山学者青年专家支持项目(tsqn202306117)