Preparation and Characterization of a Biobased Temporary Plugging Material: Self-Healing and Degradable
一种生物基临时封堵材料的制备与表征：自修复和可降解
中国石油西南油气田公司天然气技术研究所（Research Institute of Natural Gas Technology, PetroChina Southwest Oil & Gas Field Company）
中国石油西南油气田公司（PetroChina Southwest Oil & Gas Field Company）
这篇论文的核心内容是关于一种生物基临时封堵材料的制备和表征，该材料具备自修复和可降解的特性。以下是主要的研究点和发现：
1. **研究背景**：由于高温气井钻探或修井作业中的低成功率，研究者们合成了一种新型的生物基临时封堵材料。
2. **材料制备**：使用香草醛、丁二酸酐(SA)、纤维素和乙酰丙酮锌水合物(AZH)作为催化剂，合成了这种材料。通过红外分析证实了香草醛衍生的环氧树脂的合成以及含有羟基酯的vitrimer的形成。
3. **性能测试**：
- 热性能测试显示材料具有优异的热稳定性和高玻璃化转变温度(Tg)。
- 动态机械测试结果显示，在120°C下，材料的特征松弛时间为3500秒，自修复率在20分钟内可达61%。
- 机械性能测试表明，在10 MPa压力下，材料具有良好的弹性变形性能，回弹率超过36%，破碎率低于17%。
- 降解性能测试显示，在120°C和1.2% NaOH条件下，分解率增加至80%。
4. **综合性能评估**：新封堵材料具有良好的兼容性，其封堵性能优于凝胶、复合材料和形状记忆聚合物。最大裂缝封堵能力为5×4毫米，压力可达10 MPa。
5. **结论**：新型生物基封堵材料展示了良好的热动力学性能，通过在高温和碱性条件下更容易降解的动态酯键，以及通过热力学性能测试、降解性能分析和裂缝压力封堵测试揭示的高温智能封堵机制。
论文还详细列出了实验部分的材料和方法，包括材料的合成路线、样品的表征测试、自修复性能测试、机械性能测试和降解性能测试等。此外，还包括了对不同封堵材料在不同裂缝开口条件下的封堵性能的比较分析。
