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新材料和新技术的发展,不仅推动了传统产业的转型升级,也为解决人类面临的能源、环境、健康等重大问题提供了新的可能。

从分子到井壁,PAMAM改性材料撑起石油大局

发布时间:2025-06-05       来源:中新康明


提起石油工业,大多数人脑海中可能会浮现出油田、钻机、输油管……但真正支撑这一切稳定运作的,却常常隐藏在井下的技术细节里。比如,在钻井过程中,一个不被大众熟知但至关重要的问题是:如何让井壁稳得住,不坍塌?


井壁不稳,钻头就有“卡壳”的风险,岩屑处理也会变得麻烦,严重时甚至要停工、重钻,不仅费时费力,更直接增加了运营成本。而造成这些问题的“罪魁祸首”之一,是粘土矿物,尤其是蒙脱石和蛭石这类“遇水膨胀型”的粘土。


这些粘土在吸水后会“鼓起来”,导致地层不稳,钻井液流失、井眼扩大等一连串连锁反应。这时候,就得靠“抑制剂”来出手相助。

新型抑制剂来了:PEG改性的PAMAM树枝状大分子

传统的氯化钾虽然便宜、管用,但在一些复杂地层和环保法规严格的区域并不适用。于是,科研人员把目光转向了结构更灵活、调控性更强的高分子聚合物。其中表现出色的,就是PAMAM树枝状大分子,尤其是经过聚乙二醇(PEG)改性之后的版本。


PAMAM本身拥有规则分支的三维网络结构,类似树枝一层层往外长,这种“拥抱”能力让它能有效包裹住粘土颗粒,阻止其吸水膨胀。而当它与PEG结合后,不仅保留了树枝状的优势,还大幅提升了对蒙脱土的亲和性,形成一层稳定屏障,相当于在地层外面给“裹了个膜”。


值得一提的是,不同结构、不同摩尔质量的PEG组合,会影响抑制效果。比如由G0.5代PAMAM与摩尔质量为200 g/mol的PEG2组成的组合,其抑制性能已经可以媲美传统KCl,但环保性更优、适应性更广。

新材料带来新希望

相比传统的抑制剂,这种PEG改性的PAMAM不仅在性能上占优势,更重要的是它展现出了在不同地质条件下的适应性,能有效应对页岩层中各种“难缠”的粘土成分。而且这种材料可以通过结构设计实现定制化,比如调整PEG长度、PAMAM代数、碳链尾部等参数,使其在不同井场中都能发挥最佳效果。


对于石油钻井企业来说,这意味着能更少地遇到“卡钻”事故,更高效地完成开采任务,减少因井壁不稳带来的返工甚至安全事故。而从环保角度看,这种材料也更加温和、可控,不会像某些无机抑制剂那样带来重金属残留问题。

中新康明:提供定制化改性PAMAM解决方案的可靠伙伴

在这项材料创新应用不断突破的背景下,中新康明也在积极布局相关产品的研发与生产。我们拥有成熟的改性PAMAM树枝状大分子制备工艺,不仅可以根据客户需求进行定制化设计(如不同代数、不同PEG端基),还具备公斤级的大批量生产能力,能满足从实验验证到实际井场应用的全周期供应。

小小分子,大大稳定力

PEG改性的PAMAM并不是凭空出现的“黑科技”,而是在实际应用中不断摸索、优化的成果。如今,它已不仅仅是一种高分子,更是钻井液中稳控粘土膨胀的重要工具。在未来,随着开采环境的复杂性提升,以及绿色低碳技术的兴起,这类新型聚合物抑制剂将拥有更广泛的舞台。无论是在页岩气、致密油等非常规资源的钻探中,还是在深海、高温高压等极端工况下,它们都可能成为工程师手中“让井更稳”的关键助力。

 

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