β-环糊精聚合物微球作为水基钻井液中潜在的减滤剂在高温下的应用。

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环糊精衍生物
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随着对能源的寻找,由于过去几年钻井技术的进步,钻井深度急剧增加。因此,温度梯度升高、环境恶劣的情况比以往越来越多。随着井深温度的升高,热稳定性已成为钻井液的重要要求。为了保证在这样恶劣的环境中安全、成功、经济地钻井,保持钻井液在高温下的流变性和过滤性的稳定是至关重要的。一般来说,油基钻井液是首选,因为它们在很宽的温度范围内具有稳定的流变性和过滤性,并能以最低的处理和操作成本获得一致和可预测的流体特性,然而,高昂的成本和日益严格的环境法规限制了它们的广泛使用。因此,猎取一种具有高温稳定性的水基钻井液是首选和期望。

作为关键性能之一,水基钻井液在高温环境下的过滤控制一直备受关注。对于大多数水基钻井液来说,由于对生物聚合物的依赖,它们只能承受低于300℃的孔底温度。这些生物聚合物,主要是多糖,经常被用于水基钻井液中,以赋予所需的流变特性和过滤控制。

在这项工作中,研究了使用β-CD聚合物微球(β-CDPMs)作为改善钻井液过滤性能的潜在候选人的可行性。首先介绍了反乳液合成法制备β-CDPMs的路线,然后分别利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和热重分析(TGA)对其结构、形态和热稳定性进行表征。随后研究了不同老化温度下热老化前后β-CDPMs对膨润土基钻井液的过滤控制能力。最后详细阐明了微球控制过滤的基本机制。

Zhong et al. (2020) Insight into β-cyclodextrin polymer microsphere as a potential filtration reducer in water-based drilling fluids for high temperature application. Carbohydrate Polymers 249, 116833. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2020.116833

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