随钻堵漏用疏水缔合聚合物的作用机理分析

来源：钻井液与完井液杂志2017年第1期北京时间：

作者：蒋官澄,刘冲,贺垠博,蒋其辉,王春蕾,葛庆颖,赵利

单位：1. 中国石油大学(北京)石油工程学院, 北京 102249;；2. 西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井公司, 新疆克拉玛依 834000；

摘要：针对常规堵漏材料难以对非均质强的渗透地层实现随钻封堵的难题，以长碳链烷基二甲基烯丙基氯化铵、丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮和丙烯酸为单体，通过调整引发剂比例和种类及反应条件后，合成了一种随钻堵漏用疏水缔合聚合物JD。通过红外光谱表征，合成产物为4种单体的共聚物。分别对0.3%和0.6%的JD溶液及加有0.3% JD的4%膨润土浆进行透射电镜分析表明，聚合物分子之间通过疏水缔合形成了类似胶束的疏水缔合结构，其尺寸约为0.1~0.2 μm，同时疏水缔合聚合物与膨润土之间形成了动态网架结构，这正是其具有优良封堵性能的原因。通过使用FEIQuanta200F场发射环境扫描电镜测试得到，加入JD后的滤饼表面有大量聚合物形成的网架结构。静态封堵结果表明，在钻井液体系中加入0.3% JD，粒径为0.45~0.90 mm砂床的漏失量降低82%，粒径为0.22~0.45 mm与0.12~0.22 mm砂床可完全封堵，即JD可对不同漏失情况的砂床实现有效封堵，使钻井液可以随钻封堵非均质性渗透地层。配伍性评价表明，JD与SMP-Ⅱ、SPNH、聚合醇有良好的复配效果，与Redu1、NH4-HPAN、乳化沥青复配黏度和切力有所增大，因此JD更适用于黏度和切力不太高的体系。

关键词：防漏, 堵漏, 水基钻井液, 疏水缔合聚合物, 微观结构

基金资助：

国家自然科学基金创新研究群体项目“复杂油气井钻井与完井基础研究（51521063）”、国家自然科学基金面上项目（51474231）、国家“十三五”科技重大专项（2016ZX05022-001-001-001，2016ZX05040-001-002，2016ZX05020-004）。