【摘 要】
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破碎带地层是深孔钻探中常见的复杂地层,其地层层理、片理发育,岩石或上体软硬不均,地层常出现断层与断裂。由于其复杂的地质条件与组成情况导致在钻探施工过程中频繁出现漏失现象。甲基丙烯酸甲酯(MMA)成胶前为低粘度流体,成胶后胶块强度高,且自身性能稳定易引发。将MMA引入地层,在地层温度与添加剂引发作用下,封堵地层漏失通道,起到固结地层与提高地层承压能力的效果。本文评价不同因素对MMA聚合反应的影响,优
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破碎带地层是深孔钻探中常见的复杂地层,其地层层理、片理发育,岩石或上体软硬不均,地层常出现断层与断裂。由于其复杂的地质条件与组成情况导致在钻探施工过程中频繁出现漏失现象。甲基丙烯酸甲酯(MMA)成胶前为低粘度流体,成胶后胶块强度高,且自身性能稳定易引发。将MMA引入地层,在地层温度与添加剂引发作用下,封堵地层漏失通道,起到固结地层与提高地层承压能力的效果。本文评价不同因素对MMA聚合反应的影响,优选聚合反应条件,研究MMA预聚体的制备,并对预聚体进行成胶性能评价。开展了以下四方面的工作:1、聚甲基丙烯酸甲酯聚合反应条件优选:在70-90℃的反应温度内,随温度的升高成胶时间逐渐变短,胶块抗压强度逐渐降低。在50ppm-1000ppm引发剂加量下,可实现成胶时间10min-300min可调。过氧化二苯甲酰(BPO)引发聚合反应过程中,相同摩尔质量分数下成胶时间比AIBN更短,胶块致密性更差。2、聚甲基丙烯酸甲酯缓聚条件优选:100ppm加量范围内吩噻嗪(PTZ)与四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)对MMA成胶时间时间有明显的延迟作用,相同温度与引发剂加量下成胶时间与阻聚剂加量成正比;相同摩尔质量加量下,四甲基哌啶氮氧化物阻聚效果优于吩噻嗪。3、聚甲基丙烯酸甲酯预聚体反应条件优选:亚硫酸氢钠(SBS)与过二硫酸钾组成的氧化还原引发体系,在预聚体制备过程中提粘速率缓慢,可制备粘度2mpa·s-2600mpa·s的预聚体。4、聚甲基丙烯酸甲酯预聚体聚合反应条件优选:随着反应温度升高,成胶时间逐渐缩短,胶块抗压强度逐渐降低。引发剂加量越高成胶时间越短,胶块抗压强度越差。预聚体适用于75-85℃反应温度,引发剂加量应小于500ppm。
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