抗高温聚合物纳米微球封堵剂的合成与性能评价

针对目前钻井用柔性封堵剂抗温性弱的问题,开展了抗高温聚合物纳米微球封堵剂的研究.以丙烯酰胺(AM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、丙烯酸钠(AAS)、丙烯酸十三氟辛酯(TEAC)和1,3,5-三(甲基丙烯酰胺基甲酸酯)苯(B-TMAC)为原料,偶氮异丁氰基甲酰胺(CABN)为引发剂,十二烷基硫醇(TDDM)为分子量调节剂,通过自由基胶束聚合法合成了聚合物纳米微球OPTB.通过正交实验确定了最佳合成条件:反应温度105℃、反应时间20h、反应单体浓度7.5％、CABN浓度0.4％和TDDM浓度1.5％.借助核磁共振光谱仪(1H-NMR)进行了分子结构表征.OPTB的钻井液性能测试结果显示,OPTB对钻井液的流变性能影响较小,滤失造壁性能显著.高温老化后,OPTB的粒径仍呈单分散状态.OPTB的加量达到3.0％时,对纳微米孔隙的封堵率高达90.84％,且可有效减慢井筒内液柱压力向地层传递的速度.采用扫描电镜(ESEM)观测了 160℃老化16 h前后的OPTB的微观形貌,结果显示OPTB颗粒呈球形,粒径较均一,高温作用仍有部分颗粒仍保持单分散状态.