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摘要
海域天然气水合物(以下简称水合物)钻井过程中易发生水合物分解，进而引起井壁失稳等问题，因此水合物的分解是海域水合物地层钻井面临的重大技术挑战之一。针对目标水合物地层钻井液温度控制要求，优化了二元复合相变芯材，以纳米SiO2改性的三聚氰胺—尿素—甲醛(MUF)树脂为壁材，制备出改性MUF树脂相变微胶囊，并利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪等设备，结合升温实验及微胶囊破损率测试，对制备的相变微胶囊进行了结构表征，探讨了利用相变材料的相变蓄能作用对钻井液温度的调控效果及微胶囊壁材强度，并分析了其与深水水基钻井液的配伍性。研究结果表明：(1)以脂肪醇类二元复合物为芯材的相变微胶囊相变温度为16.8℃，相变潜热为96.3 J/g；(2)其相变蓄冷—释冷作用使悬浮液在升温至相变温度时出现明显的温度台阶，浓度为5%和8%的微胶囊可将悬浮液从15℃升温至20℃的时间分别延长52.9%和94.1%，有利于抑制地层水合物的分解；(3)该微胶囊具有较好的抗剪切强度和密封性，浓度在8%以内时对钻井液的流变性和滤失性影响较小，配伍性良好。结论认为，该相变微胶囊为水合物钻探中智能调控井下钻井液温度从而抑制水合物分解提供了新的解决途径和方法。
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