井漏是目前鉆井過程中最常見的井下復(fù)雜問題,是制約井下安全、影響鉆井進度的主要因素之一。常規(guī)堵漏材料在處理滲透性和中小裂縫性井漏時取得了較好的效果,但是對于大裂縫或縫洞性堵漏的適應(yīng)能力較差,一次堵漏成功率較低。智能材料研發(fā)與應(yīng)用是當(dāng)今國際前沿學(xué)科領(lǐng)域,研究其在鉆井液堵漏領(lǐng)域的應(yīng)用,開發(fā)新型智能堵漏材料,有望為鉆井液堵漏提供創(chuàng)新性解決方案和技術(shù)手段。通過文獻分析,闡述智能形狀記憶合金、智能形狀記憶聚合物、智能凝膠、智能膜和智能仿生材料等智能型材料在鉆井液中的作用機制以及應(yīng)用現(xiàn)狀,針對不同智能材料在鉆井液中的作用機制和特點,論述智能材料用于鉆井液堵漏的可行性和技術(shù)途徑,提出智能材料在鉆井液堵漏領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)研發(fā)方向、方法及應(yīng)用前景展望。 

【文章來源】：中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,44(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

形狀記憶合金記憶機制示意圖

智能形狀記憶合金堵漏材料

形狀記憶聚合物是指具有初始形狀,在外部環(huán)境刺激下,又恢復(fù)原始形狀的聚合物。形狀記憶聚合物可分為熱致型、電致型、光致型和化學(xué)感應(yīng)型等。如圖3[29]所示,以熱致型形狀記憶聚合為例,熱致型形狀記憶聚合物由固定相和可逆相組成。形狀記憶聚合物玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg是指其由玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)所對應(yīng)的溫度。當(dāng)形狀記憶聚合物在玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg以上時,施加應(yīng)力,發(fā)生變形;當(dāng)溫度降至在玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg以下時,分子鏈運動凍結(jié);當(dāng)溫度升高至玻璃轉(zhuǎn)化溫度Tg以上時,可逆相得以解凍,鏈段很快伸展開來,恢復(fù)至初始形狀。自1952年Charlesby[30]首次發(fā)現(xiàn)聚乙烯具有形狀記憶效應(yīng)以來,形狀記憶聚合物已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、航天航空、紡織工業(yè)等行業(yè)。近年來,國內(nèi)外學(xué)者開始研究將形狀記憶聚合物應(yīng)用于石油工程領(lǐng)域,部分技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了現(xiàn)場應(yīng)用。路易斯安那州立大學(xué)Santos等[31]開展了智能膨脹支撐劑導(dǎo)流能力試驗,數(shù)值模擬結(jié)果表明智能膨脹支撐劑的彈性模量及激活膨脹后釋放的應(yīng)力能顯著提高裂縫導(dǎo)流能力。貝克休斯Osunjaye等[32]采用形狀記憶聚合物研發(fā)的形狀記憶防砂篩管性能優(yōu)異、化學(xué)穩(wěn)定性、濾失性小、抗腐蝕能力強和膨脹特性好。日本分別采用了形狀記憶聚合物防砂裝置和礫石充填防砂完井工具進行天然氣水合物試采,結(jié)果表明相對于礫石充填防砂完井工具,形狀記憶聚合物能較好地防止篩管堵塞[33]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]熱致形狀記憶“智能”型堵漏劑的制備與特性實驗[J]. 暴丹,邱正松,葉鏈,鐘漢毅,趙欣,邱維清,王寶田,郭保雨.  石油學(xué)報. 2020(01)
[2]提高水基鉆井液高溫穩(wěn)定性的方法、技術(shù)現(xiàn)狀與研究進展[J]. 孫金聲,黃賢斌,呂開河,邵子樺,孟旭,王金堂,李偉.  中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(05)
[3]生物質(zhì)基溫敏智能材料的研究進展[J]. 劉德鄉(xiāng),劉武,葉志會,吳志平.  材料導(dǎo)報. 2019(19)
[4]聚磷酸酯抑制AMDAC凍膠失水機制[J]. 何紹群,汪廬山,鄭萬剛,于田田,戴彩麗,陳立峰.  中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(03)
[5]油基橋架堵漏劑的研究與應(yīng)用[J]. 許明標(biāo),趙明琨,侯珊珊,由福昌,舒曼,吳宇.  斷塊油氣田. 2018(06)
[6]形狀記憶聚合物在石油工程中的應(yīng)用前景[J]. 王敏生,光新軍,孔令軍.  石油鉆探技術(shù). 2018(05)
[7]井壁強化機理與致密承壓封堵鉆井液技術(shù)新進展[J]. 邱正松,暴丹,李佳,劉均一,陳家旭.  鉆井液與完井液. 2018(04)
[8]剛性堵漏材料幾何形態(tài)對其在裂縫中滯留行為的影響[J]. 康毅力,張敬逸,許成元,游利軍,林沖.  石油鉆探技術(shù). 2018(05)
[9]暫堵型保護油氣層鉆井液技術(shù)研究進展與發(fā)展趨勢[J]. 蔣官澄,毛蘊才,周寶義,宋然然.  鉆井液與完井液. 2018(02)
[10]日本海域天然氣水合物開發(fā)技術(shù)進展[J]. 張煒,邵明娟,田黔寧.  石油鉆探技術(shù). 2017(05)

博士論文
[1]水基鉆井液成膜技術(shù)研究[D]. 孫金生.西南石油大學(xué) 2006

碩士論文
[1]高效承壓智能堵漏復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 田陸飛.濟南大學(xué) 2011



本文編號：3623695