基于石墨烯修饰的超低渗透成膜剂制备及性能评价

摘要

为阻止钻井液滤液进入地层,维持井壁稳定、保护储层,采用改进的Hummers方法对石墨烯表面进行活化处理,引入羧基、羟基、环氧基等活性基团,与优选的单体在活化石墨烯表面接枝聚合,制备了一种基于石墨烯修饰的超低渗透成膜剂SMSL.采用红外光谱仪、元素分析仪、原子力显微镜、同步热分析仪等分析了超低渗透成膜剂SMSL的分子结构、微观形貌特征及其分散状态.采用压力传递试验、岩石自渗吸试验和电镜扫描等评价了超低渗透成膜剂SMS的致密成膜封堵特性,并评价了超低渗透成膜剂SMSL与水基钻井液的配伍性.评价结果表明,超低渗透成膜剂SMSL的分子结构达到了设计要求,可显著降低岩石的压力传递及自渗吸作用,与高效聚合物成膜剂相比其页岩成膜效率提高162.96％,致密砂岩自渗吸能力降低88.74％,与水基钻井液的配伍性较好.研究结果表明,钻井液中加入超低渗透成膜剂SMSL,可在井壁上形成致密膜,能够阻止钻井液滤液进入地层,维持井壁稳定和保护储层.