巴西海上油田生产效率的能源效率与碳强度优化研究：基于层状三金属氢氧化物（LTHs）的H2S原位清除技术

本文推荐：本研究首次将层状三金属氢氧化物（LTHs）纳米材料（MnCoFe-LTH/MnZnFe-LTH/MnCuFe-LTH）应用于水基钻井液，显著提升H2S清除能力（最高达211.8%），同时维持流变性能（Herschel-Bulkley模型最优）和滤失量可控。其高碱性、阴离子交换容量及热稳定性为油气田H2S毒性腐蚀问题提供了创新解决方案，具有重要工业应用价值。

　　

亮点

本研究首次合成MnCoFe-LTH、MnZnFe-LTH和MnCuFe-LTH三种层状三金属氢氧化物（LTHs），并将其整合至水基钻井液中。这些纳米添加剂展现出卓越的H₂S清除性能——在饱和状态下，基础泥浆的H₂S吸附容量分别提升109.2%、127.5%和211.8%。更引人注目的是，在突破时间点的清除效率增幅高达848%、686%和765%，堪称行业突破！

流变学行为

LTHs的加入不仅未破坏钻井液的假塑性流动特性，还完美维持了剪切稀化行为。通过对比多种流变模型，赫歇尔-巴尔克利（Herschel-Bulkley）模型与实验数据吻合度最高，证实LTHs在复杂井下环境中具备优异的流体动力学适应性。

滤失控制

尽管LTHs导致滤失量轻微上升，但所有数值均严格符合行业标准。这种可接受的代价换来了H₂S清除能力的指数级提升，使得该技术在实际应用中具有显著性价比优势。

结论

MnCuFe-LTH以312%的饱和清除率成为性能冠军，而MnCoFe-LTH在突破时间表现最佳（848%）。这些LTHs通过金属硫化反应不可逆地固定H₂S，避免了传统三嗪类清除剂的副产物问题。其层状结构提供的超大比表面积和阴离子交换能力，为油气田作业树立了安全-效率双达标的新标杆。