钻井液用普鲁兰多糖微球封堵剂合成及性能评价

摘要

井壁失稳是钻井过程中常遇到的复杂问题之一,严重影响钻井施工进度,增加作业成本,威胁钻井安全。纳米材料有利于封堵地层微裂缝,起到稳定井壁的作用,通过反向乳液聚合法合成了一种普鲁兰多糖微球(PM),并接枝N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)制备普鲁兰多糖微球封堵剂(PM-DAD)。实验结果表明,PM-DAD在不同高温下降解为不同粒径的纳米颗粒,实现不同尺寸微裂缝的封堵。PM-DAD表现出显著的降滤失能力,在200℃老化后,淡水基浆的滤失量为4.7 mL,可抗15%NaCl。在200℃老化后,PM-DAD可长时间保持有效封堵,使人造泥饼渗透率降低率为65.2%,砂床浸入深度下降9.2 cm。机理分析表明,PM-DAD通过进入纳微米孔隙及吸附到岩石表面的协同作用达到封堵纳米孔隙的目的,有望应用在页岩气开发中。

关键词

普鲁兰多糖微球 / 反相乳液 / 高温降解 / 封堵剂