抗温环保纳米纤维素降滤失剂的研制及特性

来源：钻井液与完井液杂志2020年第4期北京时间：

作者：王伟吉

单位：中国石化石油工程技术研究院, 北京 100101；

摘要：纤维素等天然高分子改性材料已大规模应用于钻井液中，但常规改性方法对其抗温性能进一步提升空间有限，抗温普遍低于150℃。借鉴纳米纤维素尺寸小、比表面积大、刚度强、表面活性强等优异特性，采用硫酸水解精制棉的方法制备了一种纳米纤维素晶体，进而采用氯乙酸对纳米纤维素表面功能化改性，制备了一种纳米纤维素降滤失剂CNCFL-1。采用取代度测试、红外光谱分析、透射电镜扫描对产物进行了表征。通过粒度及Zeta电位、流变性、抗温降滤失性、环保性测试，评价了其综合性能，探讨了其作用机理。结果表明，CNCFL-1表面富含羟基、羧基、磺酸基等极性集团，取代度高1.25，pH值在3~13内，Zeta电位绝对值均大于30 mV，分散稳定性好，粒径在50~80 nm左右，EC50值为31 600 mg/L，无毒，环保性能好。CNCFL-1可通过吸附、增黏、微纳米致密封堵等作用发挥优异的抗高温降滤失性能，加量仅为1%时，即能使4%盐水基浆160℃热滚16 h后的滤失量降低66.92%，性能优于聚阴离子纤维素PAC-LV和羧甲基纤维素钠CMC-LV。

关键词：纳米纤维素, 表面改性, 降滤失剂, 钻井液

基金资助：

国家科技重大专项课题“海相碳酸盐岩超深油井关键工程技术”（2017ZX05005-005）