【产业前沿】茶多酚可作为生物降解滤失剂

　　多彩贵州网讯(本网记者 张文莉)茶叶中的多酚类物质属于类黄酮化合物,为与其他植物中的酚类物质相区别,称茶多酚。茶多酚又名茶单宁、茶鞣质,是一类多羟基酚类化合物的总称,含量约占茶叶干物质总量的20%-30%。

　　中国石油大学(北京)石油工程学院、石油资源与勘探国家重点实验室李新良等人于2020年2月11日在《ACS Omega》发表题目为《Application of Tea Polyphenols as a Biodegradable Fluid Loss Additive and Study of the Filtration Mechanism》，该文章通过研究表明，茶多酚(TPs)作为膨润土-水基钻井液(BT-WDFs)中的降滤失剂的新用途，茶多酚是在钻井应用中成为高性能和可生物降解的降滤失剂的潜在候选者。

　　过滤性能差的钻井液对钻井不利，容易引起井筒不稳定和地层塌陷。这项研究报告了茶多酚(TPs)作为膨润土-水基钻井液(BT-WDFs)中的降滤失剂的新用途，描述了茶多酚浓度和温度对流体过滤性能的影响。

　　结果表明，茶多酚浓度的增加有助于减少液体的流失。尤其是添加了3.0 wt%TP的BT-WDF在室温和高温(？150°C)下显示出低的滤失量(小于或等于10 mL)，比普通的滤失剂表现出更好的过滤性能和耐热性。

　　通过对TP/BT-WDFs的粘度，粒径和滤饼微观形貌的研究，认为TP的分散效果是影响TP/BT-WDFs过滤性能的主要因素，含有许多官能团的TP分子可以附着在膨润土薄片的表面，改善膨润土颗粒的水合作用，并促进膨润土颗粒的分散，在室温下，TP促进了水合膨润土的分散。

　　现有的“纸牌屋”结构被削弱，从而降低了TP/BT-WDF的粒径和粘度。在高温下，膨润土脱水并聚集，从而增加了膨润土颗粒的粒径，降低了膨润土分散体的粘度，并导致高的流体损失。将TP分散的膨润土从面对面(FF)吸引添加到边缘对面(EF)吸引，恢复了纸牌结构，并增加了TP/BT-WDF的粘度。

　　在TP的分散作用下，形成了合适的膨润土颗粒晶粒组成，并堵塞了孔喉以防止水渗透。最终，构建了紧凑而薄的滤饼，并且大大减少了流体损失。TP/BT-WDFs具有良好的过滤性能。因此茶多酚在钻井应用中有望成为潜在的高性能和可生物降解的降滤失剂。

　　图：TP中主要多酚的化学结构

　　图：在室温和高温下由BT-WDF和TP/BT-WDF形成滤饼的示意图

　　图：室温下纯BT-WDF(a)和TP/BT-WDF(b)以及150°C时纯BT-WDF(c)和TP/BT-WDF(d)的TEM显微照片

　　文献整理：苟琴(贵州省大健康医药产业技术研究院)

　　技术顾问：方欣(中科院昆明植物研究所)

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　　支持单位：贵州省大健康医药产业技术研究院

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