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钻井液用MOF衍生物封堵-抑制剂的制备与性能*

2021-01-10庄庆佐田玉芹辛爱渊唐延彦刘伟伟

油田化学 2020年4期

庄庆佐,田玉芹,罗 跃,罗 霄,辛爱渊,唐延彦,刘伟伟

(1.长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州 434000;2.中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院,山东东营 257000)

目前水基钻井液常用的颗粒型封堵剂多为化学惰性材料,仅能通过物理充填发挥堵塞作用,缺乏对滤液渗透的化学阻滞作用[1-3]。如能在封堵剂分子中引入具有良好水化抑制功效的官能团,则在封堵剂颗粒可形成紧密堆积、所形成的渗滤通道壁面富含抑制性基团的前提下,可望实现处理剂封堵、抑制性能的一体化,进而简化体系构成与配浆工艺,并大幅增强处理剂对不同钻井液体系与井下地质构造的适配性[4-8]。

金属有机框架材料(MOF)的结构稳固,通过调控制备工艺可灵活调整MOF颗粒形貌与粒径,且其中的ZIF型MOF具备优异的化学与热力学稳定性,如能向其框架结构中引入适当的功能性客体,不仅可保证其在水基钻井液中的悬浮稳定性,还可使其兼具封堵与抑制性能[9-15]。本文借助原位功能化法,在ZIF-8型MOF 的合成过程中将客体分子乙二胺接入前者框架,制得MOF-乙二胺有机-无机杂化材料,继而与氮丙啶进行一锅法加聚反应,制得具有极高胺基官能团密度纳米级MOF衍生物封堵-抑制剂,并评价该剂的封堵性能、抑制性能和与各种钻井液体系的配伍性。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

甲醇、NaOH、HCl、KCl,分析纯,成都科龙试剂化工厂;六水合硝酸锌、乙二胺(EDA)、2-甲基咪唑(GC),分析纯,萨恩化学技术(上海)有限公司;氮丙啶,分析纯,参照文献[16-17]中的方法自行合成;……

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