两性离子聚合物改性纳米颗粒的抗钙封堵降滤失性能与机理
来源：钻井液与完井液杂志2025年第3期北京时间：
作者：李文哲,沈欣宇,王锐,杨航,刘兴宝,谯青松
单位：1.中国石油西南油气田公司工程技术研究院, 成都 610017；2.中国石油西南油气田公司科技处, 成都610000；3.中国石油西部钻探工程有限公司管具与井控技术服务分公司, 新疆克拉玛依 834000；4.中国石油西南油气田公司工程技术处, 成都 610000；
摘要：为解决水基钻井液抗温抗钙封堵问题，基于“反聚电解质效应”相关理论，通过在二氧化硅纳米颗粒表面接枝两性聚合物，得到了适应高温高钙钻井环境封堵性纳米颗粒ZP-NPs。借助红外光谱、电镜观察确认其微观结构，通过分散稳定、滤失实验、封堵实验评价其性能。结果表明：ZP-NPs在高温高浓度钙盐水（160℃，11%CaCl2）中长期保持纳米级/亚微米级稳定分散，含ZP-NPs的基浆受高浓度钙污染后高温高压（160℃、3.5 MPa）滤失量不超过 20 mL、滤饼薄而致密，协同膨润土封堵5 μm裂缝可承受5.5 MPa。通过粒径分析、能谱元素分析揭示了ZP-NPs抗钙封堵降滤失机理：ZP-NPs具有强的“反聚电解质”效应，在高钙条件下仍保持纳米粒径分布，并且能屏蔽钙离子在膨润土颗粒上的吸附、改善膨润土浆的抗钙分散稳定性，由此使得膨润土浆在高钙条件下保持优异的降滤失性能。该研究成果为抗钙封堵剂新材料研发提供了新的理论与技术指导。
关键词：反聚电解质, 抗钙, 抗温, 降滤失, 水基钻井液
基金资助：中国石油西南油气田公司校企联合攻关项目“高密度钻井液抗盐水、抗酸性气体污染机理及对策研究”（20230302-17）。
