西南石油大学李新亮与方申文等：纤维素纳米晶的浓度和官能团对水基钻井液在不同温度下的流变和过滤性能的影响
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Cellulose
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Effect of concentration and functional group of cellulose nanocrystals on the rheological and filtration properties of water-based drilling fluids at various temperatures
Peng J.; Zhang H.; Li X.; Fang S.; Duan M.; Wan L.; Zuo H.
Published：2024-01-01
DOI：10.1007/s10570-024-05890-0
研究背景
在当今社会，环保议题备受关注，然而在钻井领域，对于纤维素纳米晶（CNCs）作为环保添加剂的实际表现和利用原则仍需进一步阐明。这也引发了研究者对于其在水基钻井液（WBDFs）中的作用机理和性能的探索。
研究内容
一项最新研究发现，羧化纤维素纳米晶（C-CNCs）和磺化纤维素纳米晶（S-CNCs）对于水基钻井液的流变和过滤性能具有显著影响。研究结果表明，在室温、150℃和180℃下，C-CNCs和S-CNCs均可作为膨润土水基钻井液的流变改性剂，其中1.0%的C-CNCs表现出最佳的粘度增加效果和剪切稀释行为。在室温和150℃下，浓度较高（1.0%）的C-CNCs和S-CNCs具有更好的减少液体损失效果。然而，在180℃下，浓度较低（0.5%）的C-CNCs和S-CNCs展现出更卓越的过滤性能，而1.0%的C-CNCs和S-CNCs竟然增加了液体损失。微观结构分析显示，在150℃下，添加高浓度CNCs有助于提高WBDFs的胶体稳定性，但当温度升至180℃时，会产生不利影响。尤其当存在更高浓度的CNCs时，CNC颗粒更容易相互吸引，聚集，并形成许多渗透通道，从而导致粘度降低和液体损失增加。因此，使用CNCs应根据其特性、形成温度和其他实际操作条件来确定。
研究意义
这一研究的创新之处在于揭示了CNCs对水基钻井液性能的影响机理，为环保添加剂在钻井领域的应用提供了新的思路。通过对CNCs在不同温度下的使用效果进行深入分析，研究者为钻井工程实践提供了重要参考，有助于优化钻井液配方，提高钻井效率和环保性。
希望这篇文章能帮助你更好地了解纳米纤维素在钻井领域的应用和意义。
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