AA/AMPS共聚物钻井液降黏剂的合成及性能评价

以丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚,合成出了一种抗220℃高温的钻井液降黏剂。对降黏剂的合成条件进行了优化,并对其在钻井液中的降黏性能进行了评价。通过IR对优化条件下合成的共聚物进行了表征,借助热分析考察了共聚物的热稳定性。结果表明,优化条件下产生的共聚物的降黏效果最好,在淡水基浆中加量为0.5%时,降黏剂的室温降黏率可以达到74.5%;在220℃下老化16h后,降黏剂的高温降黏率可以达到89.3%,并且具有较好的抗盐、钙性能,可用于各种类型的水基钻井液体系中。     

耐高温钻井液降黏剂St/AMPS/AA的研制

以苯乙烯与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酸为原料,DMF(N,N-二甲基甲酰胺)为溶剂,引发剂BPO(过氧化苯甲酰)用量为1.0%,溶液共聚温度为85℃,反应时间为4 h,合成了St/AMPS/AA共聚物钻井液降黏剂。室内实验表明,加入0.5%该共聚物后,淡水钻井液在常温下的表观黏度由28.8 mPa.s降至23.4mPa.s,降黏率为58.3%;在260℃老化16 h后表观黏度由37.1 mPa.s降至6.8 mPa.s,降黏率为76.8%,该剂用作抗高温降黏剂在淡水钻井液中具有良好的耐温性和降黏效果。     

AA／AMPS／DMDAAC共聚物钻井液降粘剂性能评价

对丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）共聚物钻井液降粘剂在钻井液中的降粘性能进行了室内评价,并利用IR对共聚物进行了表征,借助热分析考察了共聚物的热稳定性。研究结果表明,该降粘剂可以显著降低钻井液的粘度和切力,加入0．5％降粘剂的淡水基浆,高温降粘率可以达到92．1％,并且具有较好的抑制性和抗盐、抗钙性能。     

AA／MA／AMPS共聚物钻井液降粘剂性能评价

以丙烯酸（AA）、马来酸酐（MA）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为原料,合成AA／MA／AMPS共聚物钻井液降粘剂,对其在泥浆中的降粘性能进行了室内评价,并利用IR对共聚物进行了表征,借助热分析考察了共聚物的热稳定性。结果表明,AA／MA／AMPS共聚物降粘剂可显著降低泥浆的粘度和切力,具有较强的耐温性,加入0．5％降粘剂的淡水基浆,高温降粘率可达92．1％,并且具有较好的抗盐抗钙性能。     

不同链转移剂制备丙烯酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物及其降黏性能研究

以丙烯酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体,过硫酸铵为引发剂,以次亚磷酸钠、甲酸钠、亚硫酸钠、巯基乙醇为链转移剂制备水基钻井液降黏剂。对产物的单体转化率、特性黏数进行了表征;用淡水基浆对产物的常温和高温老化后降黏性能进行了评价。采用次亚磷酸钠作为链转移剂制备的聚合物的相对分子质量约6 000,降黏性能较好;而且次亚磷酸钠具有抗氧化性,作为链转移剂制备的聚合物具有更好的抗温性能。     

木质素磺酸盐/有机硅氟共聚物复合降黏剂研究

为了适应环保和复杂地质钻探要求,采用木质素磺酸盐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)接枝共聚,合成AMPS/AA/DMDAAC-木质素磺酸盐接枝共聚物,再将该接枝共聚物与有机硅氟共聚物复配成无毒、无污染、高效的钻井液复合降黏剂,对其在钻井液中的降黏性能进行了室内评价。结果表明,复合降黏剂可使淡水钻井液的表观黏度和动切力明显降低,可获得较好的降黏效果;复合降黏剂在盐水钻井液、聚合物钻井液和含钙钻井液中也具有较好的降黏作用;复合降黏剂在不同钻井液中老化后钻井液的表观黏度、动切力均未有明显的增加。研究结果表明,该复合降黏剂是一种热稳定性好、降黏和抗温抗盐能力强的降黏剂。     

控流管路中降滤失剂的合成与性能研究

针对高压喷射钻井时,传统阴离子降滤失剂不能克服水眼黏度的问题,以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰胺（AM）和丙烯酸钾（AA）为原料,在控流管路中共聚得到钻井液降滤失剂AMPS/AM/AA,确定AM与AMPS、AA与AMPS之间的最优投料比为7:6:1,总单体浓度为17%。考察了共聚物在淡水钻井液、盐水钻井液和饱和盐水钻井液中的降滤失及流变性能。结果表明:在控流管路中合成的聚合物黏度低于同条件下釜式反应中合成的,解决了传统阴离子降滤失剂使水眼黏度过高的问题;AMPS/AM/AA能使高矿化度水基钻井液的滤失量降低94%,在淡水基浆、盐水基浆和饱和盐水基浆中,共聚物均表现出较强的降滤失性能和较弱的增黏性能;热稳定性分析及高温老化评价表明,AMPS/AM/AA可抗330℃的高温,满足现场对高温钻井液的要求。      

钻井液降黏剂分子中离子基团对其降黏效果的研究

为深入研究聚合物降黏剂分子结构与性能的关系，文章以丙烯酸、苯乙烯磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵为单体，采用自由基聚合法，制备了聚合物DMAA、聚合物DMSS和聚合物DMAD三种降黏剂。研究了三者在淡水、盐水基浆中的降黏效果与耐温抗盐性能；采用流变性测试与电位测试相结合的方法，分析了降黏剂分子中羧基、磺酸基、季胺盐等离子基团在不同基浆中作用效果。结果表明，上述降黏剂均能有效降低钻井液基浆的黏切。具体来看，分子链中含有大量羧基的DMAA在淡水浆中的降黏作用优于DMSS和DMAD,其在淡水浆中180℃老化后的降黏率达86%,对表观黏度和动切力的降低率分别达69%和95%,且其降黏效果受高温老化(180℃)的影响较小，抗温性能优良；由于两性离子降黏剂DMAD的分子内存在离子键，具有更强的抗盐能力，所以其在盐水浆中的降黏效果最好，180℃老化后，DMAD对盐水浆的降黏率达69%,对表观黏度和动切力的降低率分别达67%和78%。     

抗高温耐盐增黏剂及其无固相钻井液体系研究

选用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、单体X为主要单体,合成出钻井液用抗高温耐盐增黏剂BDV-200S。研究了BDV-200S的分子结构、分子量及其分布、耐热性能,通过高温流变性能测试、高温老化黏度保留率性能测试、高温老化浆体悬浮重晶石实验和井底动态循环模拟实验等测试方法,表征了增黏剂BDV-200S的抗温性能及热稳定性能,并考察了120℃、150℃、180℃等不同温度下其与同类产品在无固相钻井液中的应用性能。结果表明,BDV-200S为目标聚合物;重均分子量近200万且分布集中;抗温能力良好,180℃高温老化16 h后黏度保留率大于45%,且浆体颜色仍呈乳白色,无大量重晶石沉淀,高温悬浮能力较好;经过180℃井下4个循环周模拟实验后黏度保留率大于50%;抗盐性能较好,随着盐含量增加至饱和,增黏剂在盐水中的黏度保留率保持为25%;在中高温及高温无固相钻井液体系中应用良好,经180℃老化后黏切性能保持率较高,常温中压滤失量为5.0 mL,150℃高温高压滤失量为19 mL,性能优于国内外同类产品。      

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/衣康酸/丙烯酰胺缓凝剂的黏温特性

应用7400高温高压流变仪,研究了温度和压力对2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/衣康酸/丙烯酰胺(AMPS/IA/AM)缓凝剂溶液表观黏度的影响。结果表明,缓凝剂溶液对温度较敏感,压力一定时,当温度≤120℃时,缓凝剂溶液的表观黏度随温度的增加而减小;温度在120¹30℃时,缓凝剂溶液存在温敏现象,表观黏度急剧增大;温度≥130℃时,缓凝剂溶液的表观黏度随温度增加而明显降低。温度一定时,随压力增加,缓凝剂溶液的表观黏度稍有增加。实验表明AMPS/IA/AM缓凝剂的黏温特征对水泥浆的稠度、沉降稳定性和稠化时间等工程性能有重大影响,可能导致水泥浆可泵性急剧变化等问题。     

抗温抗盐型钻井液降粘剂JNJ-1的研究

介绍了一种抗温抗盐型钻井液降粘剂JNJ-1的合成与室内评价结果.该处理剂主要用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、马莱酸酐(MA)、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)等物质来合成.室内实验评价结果表明,该钻井液降粘剂具有很好的降粘作用,抗温、抗盐及抗高价离子污染能力强,是一种新型钻井液降粘剂.还就合成条件对该钻井液降粘剂降粘性能的影响以及合成产物的降粘能力进行了测试和评价.     

2—丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸的合成技术进展

介绍了国内外2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸的技术进展及其应用情况,并对其发展提出了建议。     

搅拌器对丙烯酰胺/丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸相转变-反相乳液聚合的影响

通过相转变法制备了丙烯酰胺(AM)/丙烯酸(AA)/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)水溶液-煤油乳液,再对该乳液进行反相乳液聚合得到AM/AA/AMPS聚合物乳液,利用显微镜、黏度计等考察了双叶弯叶桨(A)、三叶折叶桨(B)、四叶平直桨(C)、锚式(D)和框式(E)搅拌器对相转变-反相乳液聚合体系的散热和聚合物乳液性能的影响。实验结果表明,不同搅拌器下聚合体系达到的最高温度的高低顺序为:ACEBD。不同搅拌器所得聚合物乳液的黏度大小顺序为:ACEBD;Mn的大小顺序为:ACEBD。搅拌器的散热能力越差,聚合物乳液的相对分子质量分布越宽。双叶弯叶桨搅拌器更适于相转变-反相乳液聚合,所得聚合物乳液的静置稳定时间大于90 d。     

耐温抗盐降滤失剂P(AA-AMPS-AM)/nano-SiO_2的合成及性能

采用自由基水溶液聚合法,以纳米二氧化硅(nano-SiO2)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等单体为主要原料,合成了四元共聚物降滤失剂P(AA-AMPS-AM)/nano-SiO2;采用FTIR法表征了该降滤失剂的组成,并评价了它的降滤失性效果、抗盐、抗钙和抑制性等性能,同时考察了该降滤失剂与其他处理剂的配伍性。实验结果表明,该降滤失剂具有良好的耐温抗盐降滤失性能,同时具有良好的抑制性能;与常用处理剂配伍性好,可在水基钻井液体系中显著降低其高温高压滤失量,所形成的饱和盐水钻井液体系在密度2.37 g/cm3下的高温高压滤失量仅为20.0 mL,满足高温下控制钻井液性能的需求。     

高效液相色谱法测定AMPS/AM二元共聚物中残余微量单体含量

建立了一种同时测定2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)/丙烯酰胺(AM)二元共聚物中残余单体AMPS和AM含量的HPLC法;为降低试样的黏性,以异丙醇-乙醇的混合液为提取剂,将AMPS和AM从AMPS/AM二元共聚物的水溶液中提取出来;同时考察了波长和流动相配比对AMPS和AM分离效果的影响,得到了最佳色谱分析条件。实验结果表明,适宜的色谱分析条件为:采用ZORBAX SB-C18(4.0 mm×50 mm)液相色谱柱,以体积比为85∶15的甲醇-水混合液为流动相,流动相流量1.0 mL/min,检测波长220 nm,柱温27℃,进样量6μL;建立了AMPS/AM二元共聚物中残余单体AMPS和AM的标准工作曲线,二者的线性相关系数均大于0.999 5,回收率为97.50%～100.62%,相对标准偏差为0.435 7%～1.298 1%。该方法具有操作简便、分析速度快、分离效果好、灵敏、准确高等优点,可满足测试要求。     

改性聚酰胺-胺阴离子树状聚合物的合成与表征

在甲醇为溶剂、投料比n(第四代聚酰胺-胺(PAMAM G4.0))∶n(丙烯酸钠(SAA)或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS))=1∶192、反应温度50℃、反应时间96h的优化合成条件下,以PAMAM G4.0树状聚合物为骨架,分别用阴离子试剂SAA和AMPS为端基改性剂进行Michael加成反应,对PAMAM树状聚合物分子末端基进行修饰改性;并用FTIR,NMR,GPC等方法对产物结构进行表征。表征结果显示,合成的产物为改性PAMAM阴离子树状聚合物,阴离子化程度达到90%以上,且具有较好的单分散性。     

反相乳液法制备P(AM-AA-AMPS)聚合物微球

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,Span-80和Tween-80作为复合乳化剂,用过硫酸铵为引发剂,通过反相乳液聚合法制备了交联P(AM-AAAMPS)微球。分别采用红外光谱仪进行结构表征,扫描电镜观察微球形貌,激光粒度分析仪分析微球粒度,光学显微镜观察微球在水中的分散性。     

大豆分离蛋白与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的接枝共聚

以亲水2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为接枝单体、过硫酸铵(APS)为引发剂、β-巯基乙醇(ME)为大豆分离蛋白(SPI)的变性剂,在8mol/L的尿素溶液中对SPI进行接枝共聚改性。核磁共振表征结果证实,接枝产物为SPI-g-PAMPS(聚AMPS)。考察了APS浓度、ME浓度和AMPS浓度对接枝率的影响,较佳的接枝条件为:c(APS)=40mmol/L、c(ME)=171mmol/L、c(AMPS)=281mmol/L。用激光光散射仪和Zeta电位仪测定了SPI和SPI-g-PAMPS的溶液性能,实验结果表明,SPI-g-PAMPS胶粒的流体力学半径显著减小,在水相体系中的分散稳定性明显改善;SPI-g-PAMPS溶液的Zeta电位较SPI体系低,可提高SPI溶液的稳定性。     

P（AM-co-AMPS反相微乳胶的制备及其驱油性能评价

以绘制的Span80/Tween80-Kerosene-AM/AMPS/H2O拟三元相图为依据,选择高单体质量分数微乳液体系,在引发剂用量为单体质量0.25%,反应温度为35℃的条件下,通过反相微乳液聚合反应,制得了P（AM-co-AMPS）质量分数为31.0%、相对分子质量为6.8×106的透明、稳定的P（AM-co-AMPS）反相微乳胶,并对其驱油性能进行了考察。结果表明,P（AM-co-AMPS）反相微乳胶与相对分子质量相当的PAM反相微乳胶的驱油性能相比较,P（AM-co-AMPS）反相微乳胶的驱油效率较高。     

AMPS／AM／AA三元共聚物高吸水树脂的合成

介绍了ＡＭＰＳ／ＡＭ／ＡＡ三元共聚物高吸水树脂的合成方法,考察了影响共聚物吸液率的主要因素,并初步评价了该共聚物在不同介质中的吸液能力。