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近日，中原石油工程公司鉆井工程技術(shù)研究院以廢聚苯乙烯(PS)泡沫等為主要原料，創(chuàng)新研發(fā)出仿瀝青封堵護(hù)壁劑FPS。
廢聚苯乙烯制鉆井護(hù)壁劑FPS技術(shù)研發(fā)成功
近年來，隨著非常規(guī)油氣藏勘探開發(fā)步伐進(jìn)一步加快，鉆遇泥頁(yè)巖地層的比例逐漸加大，尤其是硬脆性泥頁(yè)巖地層，層理發(fā)育存在微裂縫，極易垮塌。為保證鉆井作業(yè)順利，必須在鉆井液中加入封堵材料，使其在近井壁地帶形成隔離膜，阻止鉆井液濾液進(jìn)入地層的微裂縫中，保證井壁穩(wěn)定。
目前國(guó)外對(duì)硬脆性泥頁(yè)巖微裂縫地層的封堵開展了膠乳水基鉆井液、納米二氧化硅鉆井液等含封堵劑的高性能水基鉆井液研究，但還未進(jìn)行推廣應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)，改性瀝青具有在一定溫度下軟化變形、封堵微裂縫的能力，但由于其從石油中提煉，熒光性強(qiáng)，影響錄井作業(yè)的準(zhǔn)確性，使用范圍受限。另外，該材料只有在與地層溫度相匹配的條件下才能充分發(fā)揮作用，特別是井下溫度高于150℃時(shí)，難以滿足現(xiàn)場(chǎng)需要。
2014年，中原石油工程公司對(duì)微裂縫封堵護(hù)壁固壁技術(shù)進(jìn)行立項(xiàng)，鉆井工程技術(shù)研究院力求在廢物利用上找到突破口。通過數(shù)次實(shí)驗(yàn)，研究人員從10余種廢料中篩選出以聚苯乙烯為主要成分的一次性飯盒、泡沫等作為主要原料。此后，研究人員又找到了不揮發(fā)且可溶的酯類單體和小部分親水單體，通過乳液聚合，最終研制出了FPS。與使用苯乙烯單體相比，該材料既環(huán)保，又可降低產(chǎn)品成本15%左右。
“FPS是我們研制的微裂縫封堵用乳膠護(hù)壁材料。該材料以廢聚苯乙烯泡沫塑料為主要原料，性能優(yōu)于目前最常用的改性瀝青類材料。”該院博士后李曉嵐說。
FPS外觀為白色膠乳，無熒光，粒徑在0.1~10微米，0℃以上就能使用，抗溫可達(dá)200℃，所形成的隔離膜致密性強(qiáng)、韌性大，能有效減緩鉆井液濾液對(duì)井壁的浸入。目前該院已生產(chǎn)FPS產(chǎn)品70余噸，在東北以及川西地區(qū)的油井成功應(yīng)用。
