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一種生物基臨時(shí)封堵材料的制備與表征:自修復(fù)和可降解

更新時(shí)間:2024-07-31瀏覽:347次

Preparation and Characterization of a Biobased Temporary Plugging Material: Self-Healing and Degradable

一種生物基臨時(shí)封堵材料的制備與表征:自修復(fù)和可降解

 

  • 中國(guó)石油西南油氣田公司天然氣技術(shù)研究所(Research      Institute of Natural Gas Technology, PetroChina Southwest Oil & Gas      Field Company

  • 中國(guó)石油西南油氣田公司(PetroChina Southwest Oil      & Gas Field Company

 

這篇論文的核心內(nèi)容是關(guān)于一種生物基臨時(shí)封堵材料的制備和表征,該材料具備自修復(fù)和可降解的特性。以下是主要的研究點(diǎn)和發(fā)現(xiàn):

 

1. **研究背景**:由于高溫氣井鉆探或修井作業(yè)中的低成功率,研究者們合成了一種新型的生物基臨時(shí)封堵材料。

 

2. **材料制備**:使用香草醛、丁二酸酐(SA)、纖維素和乙酰丙酮鋅水合物(AZH)作為催化劑,合成了這種材料。通過(guò)紅外分析證實(shí)了香草醛衍生的環(huán)氧樹(shù)脂的合成以及含有羥基酯的vitrimer的形成。

 

3. **性能測(cè)試**

   - 熱性能測(cè)試顯示材料具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。

   - 動(dòng)態(tài)機(jī)械測(cè)試結(jié)果顯示,在120°C下,材料的特征松弛時(shí)間為3500秒,自修復(fù)率在20分鐘內(nèi)可達(dá)61%。

   - 機(jī)械性能測(cè)試表明,在10 MPa壓力下,材料具有良好的彈性變形性能,回彈率超過(guò)36%,破碎率低于17%

   - 降解性能測(cè)試顯示,在120°C1.2% NaOH條件下,分解率增加至80%

 

4. **綜合性能評(píng)估**:新封堵材料具有良好的兼容性,其封堵性能優(yōu)于凝膠、復(fù)合材料和形狀記憶聚合物。最大裂縫封堵能力為5×4毫米,壓力可達(dá)10 MPa。

 

5. **結(jié)論**:新型生物基封堵材料展示了良好的熱動(dòng)力學(xué)性能,通過(guò)在高溫和堿性條件下更容易降解的動(dòng)態(tài)酯鍵,以及通過(guò)熱力學(xué)性能測(cè)試、降解性能分析和裂縫壓力封堵測(cè)試揭示的高溫智能封堵機(jī)制。


 

論文還詳細(xì)列出了實(shí)驗(yàn)部分的材料和方法,包括材料的合成路線、樣品的表征測(cè)試、自修復(fù)性能測(cè)試、機(jī)械性能測(cè)試和降解性能測(cè)試等。此外,還包括了對(duì)不同封堵材料在不同裂縫開(kāi)口條件下的封堵性能的比較分析。



 

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