CO2响应型清洁压裂液性能及其转变机理分析*

为改善水力压裂返排液对储层的伤害和环境的污染,以硬脂酸与N,N-二甲氨基丙胺为原料、氟化钠为催 化剂,通过双分子亲核取代反应制备了具有CO₂响应的表面活性剂（EA）。将其与反离子水杨酸钠复配制备具有 CO₂响应增黏的水溶液体系,可作为清洁压裂液体系实现循环利用。利用流变仪研究了EA水溶液及其与反离 子复配体系的CO₂响应性和循环可逆性,利用电子显微镜和分子动力学模拟从介观和微观层面揭示其响应及可逆 转变机理。结果表明,EA水溶液及复配体系均具有良好的CO₂和pH响应增黏特性,通入N₂或高温可实现体系降 黏。该溶液体系的CO₂响应增黏率高、响应速度快、黏弹性模量高,可以实现多次可逆转变。分子动力学模拟及冷 冻电镜揭示了溶液体系中蠕虫状聚集体的形成及转变机理,为实现清洁压裂液循环利用提供理论基础。     

耐高温多元插层膨胀石墨材料及其应用研究

随着深井、超深井勘探开发力度的不断加大，深层高温、高压等苛刻条件对钻井液提出了更高的要求。针对常规井筒强化材料较难满足深层、特深层钻井过程中的高温、高压等难题，研究了一种在150 ℃条件下即可膨胀的石墨材料，探索其在高温钻井液中的封堵、降滤失等特性。膨胀石墨是一种具有耐高温（500 ℃）、高膨胀性能、自润滑性的柔性膨胀材料，现有膨胀石墨起始膨胀温度通常都高于300 ℃，无法在井底温度条件下发生膨胀。本文采用多元氧化插层法制备了低于300 ℃即可膨胀的石墨材料，将其起始膨胀温度由300 ℃降至150 ℃，研究了该膨胀石墨多元氧化插层膨胀机理，进一步考察了其在高温钻井液中的封堵、降滤失性能。