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视频作者：胜利油田中胜石油化工有限责任公司
水基钻井液用耐高温纳米聚合物封堵剂的研制深井超深井钻井过程中，纳米聚合物封堵剂对解决微孔隙、微裂缝发育地层的井壁失稳问题至关重要，然而高分子聚合物类封堵剂高温易降解失效。优选N，N-二酰胺(DMAM)、2-酰胺-2-丙磺酸(AMPS)、(ST)和二二化铵(DMDAAC)为反应单体，过硫酸铵为引发剂，N，钻井液搅拌器，N-亚双酰胺(MBA)为交联剂，采用乳液聚合法合成了一种纳米聚合物封堵剂。红外光谱显示合成材料为目标产物，粒度分析表明中值粒径为129 nm。通过砂盘封堵实验以及高温老化前后的API、高温高压滤失量对其高温封堵性能进行评价，180℃高温老化后，加入1%纳米聚合物封堵剂的钻井液API滤失量为24.4 mL，高温高压滤失量为92 mL，高温高压砂盘滤失量为66 mL。实验结果表明，鹤壁钻井液，通过优化分子结构解决了纳米聚合物封堵剂高温易降解的问题，合成的纳米聚合物封堵剂具有优异的抗温和封堵性能。
油气田开发储层保护成膜封堵剂的研制与性能研究基于屏蔽暂堵技术，采用可视中压砂管实验方法优选了成膜辅剂类型和用量，借鉴国外仪器特点，改进并自制“可对比型”可视中压砂管，得出成膜封堵剂PF-PAAMT的佳组成为：3%PF-QWY+1%成膜主剂。研究了产品溶液在不同情形下的黏度行为，研究结果表明：PF-PAAMT水溶液的黏度随产品加量的增加而增加，产品表现出一定的增黏性；因PF-PAAMT中含有阴离子基团，产品表现出一定的盐敏性。随着盐(Cl2)浓度的增加，产品溶液表观黏度降低，然后逐渐趋于稳定，但是在NaCl中表观黏度的下降幅度要小于在CaCl2中的幅度。产品具有很有的抗盐析能力。室内结果表明，PF-PAAMT具有很好的抗温性能，在高温老化后仍具有较好的封堵性能；通过泥球浸泡实验、防膨性实验和岩屑回收率表明产物具有很好的抑制性，间接证明了产品可以在页岩表面吸附成膜。
封堵剂体系固化后的红外光谱和扫描电镜实验结果可知，钻井液清洁器，PS-1与水泥主剂反应形成的白色膜状物缔合结构附着在水化产物的表面或者填充在水化产物间隙，使得封堵剂体系在固化之后结构更加紧密，钻井液性能，封堵剂体系强度得到增强。封堵剂体系的缓沉分散机理表明:加入JSJ的封堵剂体系的Zeta电位显示为负电且值大于空白试样，表明封堵剂体系中电性被改变，颗粒产生了相斥的静电作用，使得水泥颗粒分散开来;DSC、XRD、红外光谱实验可知，封堵剂体系前期水化产物的生成被阻碍，但是随着水化龄期的增加，水化产物的生成不再受影响。结合油田现场工艺应用条件，通过室内实验对封堵剂体系的综合性能与工艺适应性进行研究，结果表明:封堵剂体系缓沉时间达到6h以上，固化抗压强度可以达到32.2MPa;由填砂管物模实验结果可知，封堵剂体系1PV注入量下，在90℃下养护7d，突破压力可以达到0.9MPa·cm~(-1)，封堵率可以达到99.2%。综上所述，研究所获得的封堵剂体系与目前应用的水平井封堵剂体系相比，具有缓沉时间较长，固化强度较高，可以作为一种新型水平井化学封堵剂体系进行现场应用。
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