聚合物弹性微球简介
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
表1 渗透率恢复评价
体系 聚合物钻井液 聚合物钻井液+ 2%弹性微球 聚合物钻井液+ 2%弹性微球
污染前 10-3µm2 38.5 55.62
污染后 渗透率恢复率 % 10-3µm2 30.2 51.9 78.5 93.6
五、保户油层作用机理分析
1、表面吸附机理 2、电性抑制机理 3、变形挤入及粒度匹配机理 4、易返排机理
4、易返排机理
聚合物弹性微球具有弹性和可变形性， 聚合物弹性微球具有弹性和可变形性， 通过返排作用能够很容易清除钻井后残余 通过返排作用能够很容易清除钻井后残余 返排作用 在储层的聚合物弹性微球， 在储层的聚合物弹性微球，不会对油层造 成伤害。 成伤害。
七、结论
（1）聚合物弹性微球对钻井液流变性无 ） 不良影响。 不良影响。 （2）聚合物弹性微球具有较好的高温降 ） 滤失作用，随着加量增大及温度提高， 滤失作用，随着加量增大及温度提高， 降滤失效果增加。 降滤失效果增加。
由表1可以看出， 0.5%～2%的加量范围内， 由表1可以看出，在0.5%～2%的加量范围内，聚合物弹性微球的加 的加量范围内 入对钻井液表观粘度影响很小。 入对钻井液表观粘度影响很小。
（2）对钻井液滤失性能的影响
表2 微球对钻井液滤失量的影响
温度 ℃ 30 60 80 100 120 140 160 180 200 4%膨润 4%膨润 土浆 19.6 19.4 19.2 22.2 24.4 24.4 23.6 24.6 24.4 4%膨润土浆+1.0% 4%膨润土浆+1.0% 膨润土浆 聚合物微球 19.2 18.4 18.8 18.8 16 13.6 13.2 13.6 17 4%膨润土浆+1.5% 4%膨润土浆 膨润土浆+2.0% 4%膨润土浆+1.5% 4%膨润土浆+2.0% 膨润土浆 聚合物微球 聚合物微球 20.4 18 17.2 15.6 10.6 11.0 13.6 14.8 16 19.2 18.6 15.2 15.2 13.6 11.6 12 14 14.8
四、聚合物弹性微球性能评价
1、外观测定 、 2、分散性测定 3、微球含量测定 4、微球直径测定 5、微球对钻井液性能影响评价 、
1. 外观测定
目测，用肉眼观察判断， 目测，用肉眼观察判断，产品的外观 颜色为无色或淡黄色胶状体 颜色为无色或淡黄色胶状体 。
2. 分散性测定
评价目的：评价微球在水中的分散性程度。分散越好， 评价目的：评价微球在水中的分散性程度。分散越好，微 球在水中的悬浮能力越强，加入水中的流动性就越好。 球在水中的悬浮能力越强，加入水中的流动性就越好。 评价方法：将一定数量的微球加入水中， 评价方法：将一定数量的微球加入水中，在搅拌器下搅拌 5min，倒入量筒中静置3min后观察微球分散状态 ，倒入量筒中静置 后观察微球分散状态 结论： 结论：微球水中分散良好 ，未发现明显大的微球或微球 团沉淀在量筒底部， 团沉淀在量筒底部，
百度文库
3、变形挤入及粒度匹配机理
由于聚合物弹性微球粒度小，很容易挤 由于聚合物弹性微球粒度小，很容易挤 粒度小 入一些纳米级的孔喉中，在孔喉中形成典 一些纳米级的孔喉中 孔喉 型的架桥封堵， 型的架桥封堵，而且聚合物弹性微球具有 架桥封堵 较好的弹性和适度的可变形性， 较好的弹性和适度的可变形性，与地层孔 隙适应性好，封堵范围广且封堵更为有效。 隙适应性好，封堵范围广且封堵更为有效。
表2可以看出，聚合物弹性微球的加入 可以看出， 可以看出 对钻井液的滤失量具有一定的影响。 对钻井液的滤失量具有一定的影响。在低于 60℃的低温条件下，聚合物弹性微球对钻井 ℃的低温条件下， 液滤失量影响不大， 液滤失量影响不大，随着加量增大和温度升 高，聚合物弹性微球的降滤失效果增加，在 聚合物弹性微球的降滤失效果增加， 200℃在仍具有一定的降滤失效果。 ℃在仍具有一定的降滤失效果。
七、结论
（3）聚合物弹性微球能显著增加岩屑回收率， ）聚合物弹性微球能显著增加岩屑回收率， 具有较好的抑制岩屑水化分散的性能。 具有较好的抑制岩屑水化分散的性能。 （4）聚合物弹性微球有利于提高岩心的渗透率 ） 恢复值，保护油层效果好。 恢复值，保护油层效果好。
汇报结束
（4）封堵性能评价
按蒸馏水：钠膨润土：无水碳酸钠＝100：6：0.25的 比例配制基浆。 取基浆300ml，搅拌加入6.00g试样，高速搅拌20min， 在60-100砂床上进行砂层封堵实验。 砂床最大侵入深度为11cm。
（5）保护油层性能评价
用岩芯流动试验仪测定不同钻井液渗透率恢复值，对比保护油气层效果。 用岩芯流动试验仪测定不同钻井液渗透率恢复值，对比保护油气层效果。
1、表面吸附机理
聚合物弹性微球由于颗粒尺寸小， 聚合物弹性微球由于颗粒尺寸小，必 然使其比表面积增大，这样就大大增加 然使其比表面积增大， 了与其它物质发生吸附反应的机会和程 度，易在油层井壁表面形成吸附层，阻 易在油层井壁表面形成吸附层， 止水侵入油层。 止水侵入油层。
2、电性抑制机理
由于聚合物弹性微球电性呈正电性， 由于聚合物弹性微球电性呈正电性， 正电性 它在粘土上吸附就能够降低粘土的负电 性，这样就能够部分阻止粘土水化膨胀 及分散，防止水敏性损害。 及分散，防止水敏性损害。
（1）对钻井液流变性的影响 ） （2）对钻井液滤失性能的影响 ） （3）对钻井液防塌性能的影响 ） （4）保护油层性能评价 ）
（1）对钻井液表观粘度的影响
表1 微球对钻井液粘度的影响
温度 /℃ 30 60 80 100 120 140 160 180 200 4%膨润 4%膨润 土浆 14.5 24.0 22.5 18 16.5 10.5 10 7.5 9 4%膨润土浆+ 4%膨润土浆+ 膨润土浆 1.0%聚合物微球 1.0%聚合物微球 14.5 20 17.5 10.5 12.5 11 8 8 11 4%膨润土浆+ 4%膨润土浆+ 膨润土浆 1.5%聚合物微球 1.5%聚合物微球 13.5 21.5 19 10.5 11 12 7.5 9 10 4%膨润土浆+ 4%膨润土浆+ 膨润土浆 2.0%聚合物微球 2.0%聚合物微球 14.5 15.5 21.5 12 12 12.5 7.5 8 9.5
三、聚合物弹性微球合成
聚合物弹性微球根据反相悬浮聚合原理 聚合物弹性微球根据反相悬浮聚合原理 反相悬浮聚合 制备而成。 将单体、 引发剂、 交联剂、 制备而成 。 将单体 、 引发剂 、 交联剂 、 分 散剂加入到水中， 散剂加入到水中，搅拌均匀, 升温至一定温 度，反应完毕后，既得产品。 反应完毕后，
3. 微球含量测定
目的：确定产品中微球的有效含量。 目的：确定产品中微球的有效含量。 方法： 方法： （1）用一张滤纸称重，设重为 1； ）用一张滤纸称重，设重为W 微球； （2）用一干净容器称取 ）用一干净容器称取200g微球； 微球 （3）将微球全部倒在滤纸上，过滤 ）将微球全部倒在滤纸上，过滤10min； ； （4）再称取剩下微球及滤纸重量，设为 2； ）再称取剩下微球及滤纸重量，设为W （5）用下式计算微球含量： ）用下式计算微球含量：
W 2 − W1 × 100 % 200
结论：微球含量 结论：微球含量≥ 85%
4. 微球直径测定
目的：了解微球产品的直径大小。 目的：了解微球产品的直径大小。 方法：放大 倍生物显微镜观察。 方法：放大1000倍生物显微镜观察。 倍生物显微镜观察 结论： 结论：粒径在 0~100µm
5、微球对钻井液性能影响评价 、
钻井液用聚合物弹性微球屏蔽封堵剂
吕开河 中国石油大学（华东） 中国石油大学（华东）
目 录
一、现有油层保护剂存在问题 二、聚合物弹性微球特点 三、聚合物弹性微球合成 四、聚合物弹性微球性能评价 五、聚合物弹性微球保护油层机理 六、结论
一、现有油层保护剂存在问题
（1）阳离子乳化沥青类 对钻井液性能影响大， 可变形性大 ， 弹性及刚 对钻井液性能影响大 ， 可变形性大， 性差，封堵性能较差，承压能力低。 性差，封堵性能较差，承压能力低。 （2）聚合醇类 封堵效果差，部分产品起泡。 封堵效果差，部分产品起泡。
二、聚合物弹性微球特点
（3）与钻井液和其它处理剂配伍性好 ） 对钻井液性能无不良影响，不增粘、不起泡。 对钻井液性能无不良影响，不增粘、不起泡。 （4）抗高温能力强 ） 抗温能力达200℃，可在深井超深井中使用。 ℃ 可在深井超深井中使用。 抗温能力达 （5）无毒、有利于环保。 ）无毒、有利于环保。
（3）对钻井液防塌性能的影响
表3 对岩屑回收率的影响
溶液 清水 0.5％ 0.5％聚合物微球 1％聚合物微球 2％聚合物微球 3％聚合物微球 回收岩屑质量 19.41g 43.67g 43.91g 45.03g 45.15g 岩屑回收率 38.8% 87.3% 87.8% 90.1% 90.3%
从表3可以看出，在0.5%～2%的加量范围内，聚合物微 球加量能显著提高岩屑回收率，说明聚合物微球具有较好 的抑制岩屑水化的性能。
一、现有油层保护剂存在问题
（3）无渗透或超低渗透类 ） 封堵性能较好，但增粘效果显著，抑制性差。 封堵性能较好，但增粘效果显著，抑制性差。 （4）超细碳酸钙类 ） 无弹性和可变形性，对地层的适应性差， 无弹性和可变形性，对地层的适应性差，封堵范 围窄，无抑制性。 围窄，无抑制性。
二、聚合物弹性微球特点
（1）具有较好的弹性和一定的可变形性 在压差作用下会发生弹性变性， 在压差作用下会发生弹性变性 ， 以适应不同 形状和尺寸的孔喉， 形状和尺寸的孔喉，对较宽尺寸的孔喉产生良好 的封堵作用，降低钻井液向油层滤失。 的封堵作用，降低钻井液向油层滤失。 （2）能有效抑制粘土的水化分散 具有良好的防塌作用，油层保护效果良好。 具有良好的防塌作用，油层保护效果良好。
体系 聚合物钻井液 聚合物钻井液+ 2%弹性微球 聚合物钻井液+ 2%弹性微球
污染前 10-3µm2 38.5 55.62
污染后 渗透率恢复率 % 10-3µm2 30.2 51.9 78.5 93.6
五、保户油层作用机理分析
1、表面吸附机理 2、电性抑制机理 3、变形挤入及粒度匹配机理 4、易返排机理
4、易返排机理
聚合物弹性微球具有弹性和可变形性， 聚合物弹性微球具有弹性和可变形性， 通过返排作用能够很容易清除钻井后残余 通过返排作用能够很容易清除钻井后残余 返排作用 在储层的聚合物弹性微球， 在储层的聚合物弹性微球，不会对油层造 成伤害。 成伤害。
七、结论
（1）聚合物弹性微球对钻井液流变性无 ） 不良影响。 不良影响。 （2）聚合物弹性微球具有较好的高温降 ） 滤失作用，随着加量增大及温度提高， 滤失作用，随着加量增大及温度提高， 降滤失效果增加。 降滤失效果增加。
由表1可以看出， 0.5%～2%的加量范围内， 由表1可以看出，在0.5%～2%的加量范围内，聚合物弹性微球的加 的加量范围内 入对钻井液表观粘度影响很小。 入对钻井液表观粘度影响很小。
（2）对钻井液滤失性能的影响
表2 微球对钻井液滤失量的影响
温度 ℃ 30 60 80 100 120 140 160 180 200 4%膨润 4%膨润 土浆 19.6 19.4 19.2 22.2 24.4 24.4 23.6 24.6 24.4 4%膨润土浆+1.0% 4%膨润土浆+1.0% 膨润土浆 聚合物微球 19.2 18.4 18.8 18.8 16 13.6 13.2 13.6 17 4%膨润土浆+1.5% 4%膨润土浆 膨润土浆+2.0% 4%膨润土浆+1.5% 4%膨润土浆+2.0% 膨润土浆 聚合物微球 聚合物微球 20.4 18 17.2 15.6 10.6 11.0 13.6 14.8 16 19.2 18.6 15.2 15.2 13.6 11.6 12 14 14.8
四、聚合物弹性微球性能评价
1、外观测定 、 2、分散性测定 3、微球含量测定 4、微球直径测定 5、微球对钻井液性能影响评价 、
1. 外观测定
目测，用肉眼观察判断， 目测，用肉眼观察判断，产品的外观 颜色为无色或淡黄色胶状体 颜色为无色或淡黄色胶状体 。
2. 分散性测定
评价目的：评价微球在水中的分散性程度。分散越好， 评价目的：评价微球在水中的分散性程度。分散越好，微 球在水中的悬浮能力越强，加入水中的流动性就越好。 球在水中的悬浮能力越强，加入水中的流动性就越好。 评价方法：将一定数量的微球加入水中， 评价方法：将一定数量的微球加入水中，在搅拌器下搅拌 5min，倒入量筒中静置3min后观察微球分散状态 ，倒入量筒中静置 后观察微球分散状态 结论： 结论：微球水中分散良好 ，未发现明显大的微球或微球 团沉淀在量筒底部， 团沉淀在量筒底部，
百度文库
3、变形挤入及粒度匹配机理
由于聚合物弹性微球粒度小，很容易挤 由于聚合物弹性微球粒度小，很容易挤 粒度小 入一些纳米级的孔喉中，在孔喉中形成典 一些纳米级的孔喉中 孔喉 型的架桥封堵， 型的架桥封堵，而且聚合物弹性微球具有 架桥封堵 较好的弹性和适度的可变形性， 较好的弹性和适度的可变形性，与地层孔 隙适应性好，封堵范围广且封堵更为有效。 隙适应性好，封堵范围广且封堵更为有效。
表2可以看出，聚合物弹性微球的加入 可以看出， 可以看出 对钻井液的滤失量具有一定的影响。 对钻井液的滤失量具有一定的影响。在低于 60℃的低温条件下，聚合物弹性微球对钻井 ℃的低温条件下， 液滤失量影响不大， 液滤失量影响不大，随着加量增大和温度升 高，聚合物弹性微球的降滤失效果增加，在 聚合物弹性微球的降滤失效果增加， 200℃在仍具有一定的降滤失效果。 ℃在仍具有一定的降滤失效果。
七、结论
（3）聚合物弹性微球能显著增加岩屑回收率， ）聚合物弹性微球能显著增加岩屑回收率， 具有较好的抑制岩屑水化分散的性能。 具有较好的抑制岩屑水化分散的性能。 （4）聚合物弹性微球有利于提高岩心的渗透率 ） 恢复值，保护油层效果好。 恢复值，保护油层效果好。
汇报结束
（4）封堵性能评价
按蒸馏水：钠膨润土：无水碳酸钠＝100：6：0.25的 比例配制基浆。 取基浆300ml，搅拌加入6.00g试样，高速搅拌20min， 在60-100砂床上进行砂层封堵实验。 砂床最大侵入深度为11cm。
（5）保护油层性能评价
用岩芯流动试验仪测定不同钻井液渗透率恢复值，对比保护油气层效果。 用岩芯流动试验仪测定不同钻井液渗透率恢复值，对比保护油气层效果。
1、表面吸附机理
聚合物弹性微球由于颗粒尺寸小， 聚合物弹性微球由于颗粒尺寸小，必 然使其比表面积增大，这样就大大增加 然使其比表面积增大， 了与其它物质发生吸附反应的机会和程 度，易在油层井壁表面形成吸附层，阻 易在油层井壁表面形成吸附层， 止水侵入油层。 止水侵入油层。
2、电性抑制机理
由于聚合物弹性微球电性呈正电性， 由于聚合物弹性微球电性呈正电性， 正电性 它在粘土上吸附就能够降低粘土的负电 性，这样就能够部分阻止粘土水化膨胀 及分散，防止水敏性损害。 及分散，防止水敏性损害。
（1）对钻井液流变性的影响 ） （2）对钻井液滤失性能的影响 ） （3）对钻井液防塌性能的影响 ） （4）保护油层性能评价 ）
（1）对钻井液表观粘度的影响
表1 微球对钻井液粘度的影响
温度 /℃ 30 60 80 100 120 140 160 180 200 4%膨润 4%膨润 土浆 14.5 24.0 22.5 18 16.5 10.5 10 7.5 9 4%膨润土浆+ 4%膨润土浆+ 膨润土浆 1.0%聚合物微球 1.0%聚合物微球 14.5 20 17.5 10.5 12.5 11 8 8 11 4%膨润土浆+ 4%膨润土浆+ 膨润土浆 1.5%聚合物微球 1.5%聚合物微球 13.5 21.5 19 10.5 11 12 7.5 9 10 4%膨润土浆+ 4%膨润土浆+ 膨润土浆 2.0%聚合物微球 2.0%聚合物微球 14.5 15.5 21.5 12 12 12.5 7.5 8 9.5
三、聚合物弹性微球合成
聚合物弹性微球根据反相悬浮聚合原理 聚合物弹性微球根据反相悬浮聚合原理 反相悬浮聚合 制备而成。 将单体、 引发剂、 交联剂、 制备而成 。 将单体 、 引发剂 、 交联剂 、 分 散剂加入到水中， 散剂加入到水中，搅拌均匀, 升温至一定温 度，反应完毕后，既得产品。 反应完毕后，
3. 微球含量测定
目的：确定产品中微球的有效含量。 目的：确定产品中微球的有效含量。 方法： 方法： （1）用一张滤纸称重，设重为 1； ）用一张滤纸称重，设重为W 微球； （2）用一干净容器称取 ）用一干净容器称取200g微球； 微球 （3）将微球全部倒在滤纸上，过滤 ）将微球全部倒在滤纸上，过滤10min； ； （4）再称取剩下微球及滤纸重量，设为 2； ）再称取剩下微球及滤纸重量，设为W （5）用下式计算微球含量： ）用下式计算微球含量：
W 2 − W1 × 100 % 200
结论：微球含量 结论：微球含量≥ 85%
4. 微球直径测定
目的：了解微球产品的直径大小。 目的：了解微球产品的直径大小。 方法：放大 倍生物显微镜观察。 方法：放大1000倍生物显微镜观察。 倍生物显微镜观察 结论： 结论：粒径在 0~100µm
5、微球对钻井液性能影响评价 、
钻井液用聚合物弹性微球屏蔽封堵剂
吕开河 中国石油大学（华东） 中国石油大学（华东）
目 录
一、现有油层保护剂存在问题 二、聚合物弹性微球特点 三、聚合物弹性微球合成 四、聚合物弹性微球性能评价 五、聚合物弹性微球保护油层机理 六、结论
一、现有油层保护剂存在问题
（1）阳离子乳化沥青类 对钻井液性能影响大， 可变形性大 ， 弹性及刚 对钻井液性能影响大 ， 可变形性大， 性差，封堵性能较差，承压能力低。 性差，封堵性能较差，承压能力低。 （2）聚合醇类 封堵效果差，部分产品起泡。 封堵效果差，部分产品起泡。
二、聚合物弹性微球特点
（3）与钻井液和其它处理剂配伍性好 ） 对钻井液性能无不良影响，不增粘、不起泡。 对钻井液性能无不良影响，不增粘、不起泡。 （4）抗高温能力强 ） 抗温能力达200℃，可在深井超深井中使用。 ℃ 可在深井超深井中使用。 抗温能力达 （5）无毒、有利于环保。 ）无毒、有利于环保。
（3）对钻井液防塌性能的影响
表3 对岩屑回收率的影响
溶液 清水 0.5％ 0.5％聚合物微球 1％聚合物微球 2％聚合物微球 3％聚合物微球 回收岩屑质量 19.41g 43.67g 43.91g 45.03g 45.15g 岩屑回收率 38.8% 87.3% 87.8% 90.1% 90.3%
从表3可以看出，在0.5%～2%的加量范围内，聚合物微 球加量能显著提高岩屑回收率，说明聚合物微球具有较好 的抑制岩屑水化的性能。
一、现有油层保护剂存在问题
（3）无渗透或超低渗透类 ） 封堵性能较好，但增粘效果显著，抑制性差。 封堵性能较好，但增粘效果显著，抑制性差。 （4）超细碳酸钙类 ） 无弹性和可变形性，对地层的适应性差， 无弹性和可变形性，对地层的适应性差，封堵范 围窄，无抑制性。 围窄，无抑制性。
二、聚合物弹性微球特点
（1）具有较好的弹性和一定的可变形性 在压差作用下会发生弹性变性， 在压差作用下会发生弹性变性 ， 以适应不同 形状和尺寸的孔喉， 形状和尺寸的孔喉，对较宽尺寸的孔喉产生良好 的封堵作用，降低钻井液向油层滤失。 的封堵作用，降低钻井液向油层滤失。 （2）能有效抑制粘土的水化分散 具有良好的防塌作用，油层保护效果良好。 具有良好的防塌作用，油层保护效果良好。