葡萄提取物作为环保型降滤失剂的室内研究与评价

来源：石油科学通报杂志2024年第4期北京时间：

作者：王倩男；蒋官澄；王奕杰；贺垠博

单位：中国石油大学(北京)石油工程学院,北京 102249

摘要：本文针对现有的天然材料降滤失剂抗温能力不足的问题,我们寻找了一种抗高温的绿色材料—葡萄提取物(GE),并首次评价了GE的降滤失性能及降滤失机理.首先利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)表征了GE的结构,热重实验(TGA)表明了其具有较好的热稳定性.随后通过中压滤失和高温高压滤失实验评价了GE在高温条件下对基浆降滤失性的影响,并利用Zeta电位、粒径分布、扫描电镜(SEM)实验分析了GE的降滤失机理.实验结果表明,170℃老化 16 h后,含有 3%GE基浆的中压(API)滤失量为 12.8 mL,小于 15 mL,120℃高温高压(HTHP)滤失量为 24.0 mL,优于常用降滤失剂羧甲基淀粉(CMS)、聚阴离子纤维素(PAC)和国外聚合物降滤失剂Driscal,与磺酸盐共聚物(DSP-2)的降滤失效果相当.GE具有优异的降滤失性能主要通过氢键作用和静电作用强烈吸附在膨润土表面,增加了膨润土的zeta电位绝对值,提高了膨润土在高温下的电稳定性,使得膨润土高温不易聚结,减小了膨润土的粒径,更好地促进了膨润土的分散,且滤饼表面光滑.GE分子结构含有苯并六元杂环,这种结构使得分子链刚性强,在高温条件下不易发生蜷曲变形,使其在高温170℃下保持了优异的降滤失性能.此外,GE的生物毒性EC50 为 133 690 mg/L,大于 30 000 mg/L,GE的生物降解性BOD5/CODcr为32.75%,大于5%,表明了它是无毒且易生物降解.

关键词：水基钻井液,葡萄提取物,降滤失剂,高温,环保