钻井液用聚醚胺基烷基糖苷的合成及性能

针对钻井液中聚醚胺易絮凝黏土、配伍性差和烷基糖苷加量大、成本高、高温易发酵的技术难题,通过醚化和胺化两步反应,合成得到了聚醚胺基烷基糖苷产品,并对其进行了提纯。对提纯得到的产品样品进行了红外光谱分析和元素分析,确定了产品分子结构。对产品性能进行了评价测试。结果表明,产品可改善无土相、低固相聚合物、聚磺等常规水基钻井液的流型,降低钻井液滤失量; 0. 3%产品水溶液的页岩一次回收率为97. 85%,页岩二次回收率为97. 55%,页岩相对回收率为99. 69%; 0. 3%产品对钙土相对抑制率为95. 28%;产品耐温达252℃;产品EC50值为528 800 mg/L,远大于排放标准30 000 mg/L。该产品配伍性好,具有超强抑制性和优良耐温性,绿色环保,适用于强水敏性泥岩等易坍塌地层及页岩油气水平井的钻井施工,应用前景广阔。     

钻井液用聚醚胺基烷基糖苷在方3井的应用研究

针对中原地区方3井泥岩地层掉块垮塌,导致井壁失稳,故填井侧钻,在钻井液中加入自主研发的聚醚胺基烷基糖苷(NAPG)新产品,显著提高了钻井液的抑制防塌性能,有效解决了现场坍塌掉块、卡钻等井下复杂难题。简单介绍了NAPG产品的制备方法及其特性。烷基糖苷在酸性催化条件下与环氧化物、多元醇反应生成聚醚糖苷,聚醚糖苷再发生胺化反应生成NAPG产品,其与常规水基钻井液配伍性好,抑制性能和润滑性能优异,无生物毒性。岩屑一次回收率>96.80%,相对回收率>99%,相对抑制率>95%;润滑系数<0.1;EC50值为528 800 mg/L,远大于排放标准30 000 mg/L。介绍了NAPG产品在方3井的应用情况及应用效果,其较好地解决了该井侧钻井段出现的井壁失稳问题,表现出突出的井壁坍塌后的现场补救能力,实现了安全、快速、高效钻井,为该产品在强水敏性泥岩、含泥岩、泥岩互层等易坍塌地层及页岩气水平井的推广应用提供了较好的技术指导。     

钻井液用阳离子烷基糖苷的抑制性能评价

针对烷基糖苷在钻井液中加量大、抑制性有待提高的问题,研制出了阳离子烷基糖苷(CAPG)产品,其是一种具有突出抑制性能的泥页岩井壁稳定剂。对阳离子烷基糖苷产品的抑制性能进行了评价。具体包括岩屑回收率、相对抑制率、页岩膨胀高度等。评价结果表明,120℃高温滚动16 h,5.0%CAPG的岩屑一次回收率达95.55%,岩屑相对回收率达99.11%; 150℃高温滚动16 h,3.0%CAPG对钙土基浆的相对抑制率达100%; 25.0%CAPG的页岩膨胀高度降低率为39.14%。CAPG产品抑制防塌性能优异,可有效解决强水敏性泥页岩等易坍塌地层的井壁失稳问题,实现安全高效钻井,应用前景广阔。     

烷基糖苷及其衍生物钻井液发展趋势

烷基糖苷(APG)应用到钻井液中具有抑制性、润滑性良好,易生物降解、无毒环保等优点,但APG体积分数须35%才能充分发挥性能,导致APG钻井液成本较高。综述了国内外对解决烷基糖苷钻井液高成本问题的相关研究进展。国外开展了通过烷基糖苷与无机盐的复配来减少APG加量的研究,成为国外APG钻井液发展的主流方向;国内开展了通过烷基糖苷的改性来达到减小加量、降低成本的目的,主要得到了阳离子烷基糖苷(CAPG)、聚醚胺基烷基糖苷(NAPG)等改性产品,并形成了相应的钻井液体系。最后提出了烷基糖苷及衍生物钻井液的未来发展趋势。     

钻井液用聚醚胺基烷基糖苷在方3井的应用研究

针对中原地区方3井泥岩地层掉块垮塌,导致井壁失稳的问题,填井侧钻,在钻井液中加入自主研发的聚醚胺基烷基糖苷(NAPG)新产品,并进行了现场应用试验。试验结果表明:NAPG加入钻井液后,显著提高了钻井液的抑制防塌性能,有效解决了现场坍塌掉块、卡钻等井下复杂难题。介绍了NAPG产品的制备方法及其特性。对NAPG产品的配伍性能、抑制性能、润滑性能及生物毒性进行了测试评价,结果表明:NAPG与常规水基钻井液配伍性好,抑制性能和润滑性能优异,无生物毒性。岩屑一次回收率大于96.80%,相对回收率大于99%,相对抑制率大于95%;润滑系数小于0.1;EC50值为528.8g/L,远大于排放标准30 g/L。简述了NAPG产品在方3井的应用情况及应用效果,其较好地解决了该井侧钻井段出现的井壁失稳问题,表现出突出的井壁坍塌后的现场补救能力,实现了安全、快速、高效钻井,为该产品在强水敏性泥岩、含泥岩、泥岩互层等易坍塌地层及页岩气水平井的推广应用提供了较好的技术指导。     

聚醚胺基烷基糖苷类油基钻井液研究

以NAPG为主剂,优选增粘剂、降滤失剂、封堵剂等配伍处理剂,通过钻井液体系构建及配方优化,形成了环保型、低成本、高性能的NAPG类油基钻井液体系。对钻井液性能进行了评价。结果表明,钻井液页岩一次回收率为99.90%,相对回收率为99.98%;钻井液抗温达150℃,流变性好,动塑比0.327,初终切适宜,中压滤失量0 m L、高温高压滤失量6.0 m L;润滑系数降低率达69.62%;滤液表面张力26.60 m N/m;钻井液抗盐达饱和,抗钙10%,抗土、钻屑20%,抗水40%,抗原油20%;岩心动静态渗透率恢复值为91.4%和96.8%;钻井液EC50值为528 800 mg/L,无生物毒性。对NAPG类油基钻井液和油基钻井液从抑制、润滑、降滤失、储层保护及生物毒性等方面进行了对比。结果表明,两者性能相当,且类油基钻井液在环保方面具有显著优势。NAPG类油基钻井液适用于强水敏性泥岩、含泥岩等易坍塌地层及页岩气水平井钻井施工,可缓解目前油基钻井液环保压力,扩大水基钻井液适用范围,具有较好的推广应用前景。     

阳离子烷基糖苷合成过程中的季铵化反应

针对泥页岩等易坍塌地层的井壁失稳问题,开展了强抑制剂阳离子烷基糖苷的研制。以烷基糖苷与环氧氯丙烷的水解产物3-氯-1,2-丙二醇反应生成3-氯-2-羟丙基糖苷。考察了3-氯-2-羟丙基糖苷与三甲胺发生季铵化反应的反应条件。结果表明,在pH值为9的条件下,将3-氯-2-羟丙基糖苷与三甲胺按摩尔比1∶1混合均匀,三甲胺的加料方式为直加,在56℃下搅拌反应5 h,得到的钻井液用阳离子烷基糖苷产品抑制性能最优,岩心一次回收率96%,相对回收率98%。     

催化剂对合成阳离子烷基糖苷的影响

阳离子烷基糖苷（CAPG）是新型高性能水基钻井液处理剂,抑制性能优异,应用前景广阔。考察催化剂种类、催化剂用量、催化剂复配效果以及季铵化反应酸碱环境等对合成产品抑制性能的影响。优选催化剂为对甲苯磺酸,最佳用量为烷基糖苷质量的3%。对甲苯磺酸与十二烷基苯磺酸按质量比1∶1复配,合成产品抑制效果最优,岩屑一次回收率达98.58%,岩屑相对回收率接近100%。季铵化反应前,调节pH=9时,岩屑一次回收率和相对回收率分别为98.58%和99.48%。     

页岩抑制剂阳离子烷基糖苷的合成——醚化反应条件探究

为解决烷基糖苷钻井液在现场应用过程中出现的井壁失稳情况,中国石化集团中原油田开展了新型页岩抑制剂阳离子烷基糖苷的研制。对阳离子烷基糖苷合成过程中醚化反应条件进行了考察。考察了环氧氯丙烷与烷基糖苷物质的量比、醚化反应时间、醚化反应温度、烷基糖苷加料方式等对合成产品性能的影响,得出醚化反应最优化反应条件为：环氧氯丙烷与烷基糖苷物质的量比为1：1．5、醚化反应时间2．Oh、醚化反应温度86℃、烷基糖苷0．5h内分2次加入。本研究为得到抑制性能优良的钻井液用阳离子烷基糖苷打下了良好的基础。     

阳离子烷基糖苷的绿色合成及性能评价

采用先醚化、再季铵化的路线合成了阳离子烷基糖苷,n(环氧氯丙烷)∶n(蒸馏水)∶n(烷基糖苷)∶n(烷基叔胺)为1∶16∶1.5∶0.8,醚化条件为:95～100℃,2～4 h,季铵化条件为:50～80℃,4～6 h。系统研究了阳离子烷基糖苷的抑制性能,对于6%的阳离子烷基糖苷钻井液,岩屑一次回收率达96.35%,相对回收率达92.73%,相对抑制率达91.40%。