两性离子聚合物降滤失剂的合成及评价

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为合成单体,以自由基聚合法合成了水基钻井液用降滤失剂(PAASDA)。利用FTIR,¹H NMR,DTA-TG,SEM等方法对PAASDA的结构和热稳定进行了表征。采用单因素法确定了适宜的合成条件为:m(AM)∶m(AMPS)∶m(SSS)∶m(AA)∶m(DMDAAC)=30∶40∶8∶15∶7,引发剂用量0.6%(w)。高温老化实验结果表明,在盐水基浆中PAASDA加量为2.0%(w)时,可抗180℃高温;在不同老化温度下滤失性能均比其他磺化降滤失剂优异;在复合盐水聚磺钻井液体系中,老化后滤失量为2.2 mL,高温高压滤失量为8.2 mL,相比常用抗盐降滤失剂,滤失量可降低72.7%,降滤失效果更佳。     

钻井液用两性离子聚合物降滤失剂的研究

以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）和顺丁烯二酸酐（MA）为单体,采用水溶液聚合方法,以过硫酸铵／亚硫酸氢钠为引发剂, 合成了两性离子聚合物降滤失剂PA—1。PA－1的最佳合成方案为：反应温度60％,单体质量配比为AM：AMPS：DMDAAC：MA=50：30：10：10,引发剂浓度0．3％（质量分数）,单体总浓度30％（质量分数）,反应时间3h。在淡水、盐水、饱和盐水和含钙盐水基浆中对降滤失剂PA－1进行了室内评价,结果表明PA－1热稳定性好,降滤失能力和抗温能力强。图7表1参4     

分子结构对复合离子聚合物降滤失剂性能的影响

研究了常温下复合离子聚合物降滤失剂三种功能基团的类型、比例及聚合物分子量大小与其降滤失效果、抑制性的关系。实验结果表明,合适的基团比例和分子量是复合离子聚合物具有良好降滤失效能的关键,当阳离子基团含量为 10％—15％、阴离子基团含量为 65％—70％、非离子基团含量为 15％—25％时,降滤失效果良好,复合离子降滤失剂同时也具有较强的抑制性,且分子量越高,阳离子基团含量越高,抑制性越强。分子量和基团比例适当的复合离子聚合物降滤失剂,解决了以往降滤失剂降滤失的同时增粘的问题。     

抗温抗盐两性离子聚合物降滤失剂的合成与评价

以丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,采用溶液聚合制备出两性离子聚合物降滤失剂。实验结果表明:体系的pH值在4~5时,AMPS的转化率达77.5%;以十二烷基硫醇为链转移剂控制聚合物相对分子质量,聚合物数均相对分子质量为15×104;两性离子聚合物具有优异的降滤失能力,能抗饱和盐水和200℃高温。     

两性离子聚合物钻井液降滤失剂PADAM的合成研究

利用正交实验设计,以氧化还原体系为引发剂,采用水溶液聚合,合成了两性离子四元共聚物：聚丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵-2-丙烯酰胺基 -2-甲基丙磺酸钠-甲基丙烯酸（PADAM）。研究了反应条件（单体浓度,引发剂,反应时间,单体配比等）对产品分子量及性能的影响;采用红外光谱法表征了产品的分子结构;评价了共聚产品在钻井液中的降失水性和抑制性。实验表明,文中所研究的产物中具有一定分子参数的共聚产品耐盐、耐温性好,具有较强的降失水能力和抑制性,是一种集降失水和抑制性为一体的新型钻井液用两性离子聚合物降滤失剂。     

降滤失剂作用机理研究——新型降滤失剂的研制

总结了降滤失剂的主要作用机理。探讨了丙烯类共聚物和CMC类降滤失剂作用机理和改进原理。通过引入羧酸钙盐并与大分子钙盐复配改进了HPAN类,研制出新型降滤失剂S-1。对CMC类进行了氰乙基化改性。实验结果表明,S-1具有较好的降滤失效果,S-1及改性CMC的耐温性、耐盐和耐Ca~(2 )、Mg~(2 )能力均得到了提高。证实了降滤失剂作用机理的研究结论是确实可信的。     

钻井液用两性聚合物降滤失剂SB

合成了一系列丙烯酰胺／二甲基二烯丙基氯化钠／丙烯磺酸钠／甲基丙烯酸四元共聚物，考察了此系列（ＳＢ系列）合成产物的抗盐抗钙性能、抑制性能、在淡水、盐水及高钙盐水基浆中的降滤失性能及所处理基浆的流变性能。与ＳＡ系列（三元）共聚物相比，ＳＢ系列两性离子聚合物能抗盐抗钙，抑制性和降滤失能力更强，对钻井液性能的影响程度不大，是优良的钻井液处理剂     

钻井液用两性聚合物降滤失剂SA

合成了一系列丙烯酰胺／二甲基二烯丙基氯化钠／丙烯磺酸钠三元共聚物，考察了此系列（ＳＡ系列）合成产物的抗盐抗钙性能、抑制性能、在淡水、盐水及高钙盐水基浆中的降滤失性能及所处理基浆的流变性能。研究结果表明，ＳＡ系列两性离子聚合物能抗盐抗钙，抑制性强，具有一定的降滤失性能，可用作钻井液降滤失剂     

两性离子型酚醛树脂钻井液降滤失剂的合成与性能

基于酚醛树脂合成及苯环上取代反应原理，使低分子量的线性酚醛树脂先与二甲胺盐酸盐 甲醛反应。再与碘甲烷反应，制得含碘化亚甲基三甲基铵盐基团的阳离子中间体；使该树脂与羟甲基磺酸钠反应，制得含磺甲基的阴离子中间体；两种中间体在甲醛存在下缩聚，合成了水溶性的两性酚醛树脂。采用正交设计实验方法。根据合成物的阳离子含量、阴离子含量、粘土胶体化率、粘土膨胀率及MMH泥浆和10％盐水浆API滤失量数据，确定了两种中间体和两性树脂的最佳合成条件，得到的两性酚醛树脂(25％～28％水溶液)即为正电胶钻井液降滤失剂DSP-1。在加量为2．0％和2．5％时，DSP-1使0．8％MMH／6．0％膨润土浆的API滤失量由96．2mL分别降至24．6和22．4mL，120℃和150℃滚动16h后的AV和PV变化不大，API滤失量分别为28．8和31．6mL。页岩在2．0％和3．0％DSP-1水溶液中的回收率数据表明，DSP-1具有一定的抑制性。表6。     

钻井液用耐高温降滤失剂FRT -2的合成及性能研究

由丙烯腈(AN)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N,N'-二甲基丙烯酰胺(DMAM)聚合制备了水基钻井液用耐高温聚合物降滤失剂FRT -2,分别在评价土基浆、淡水基浆、盐水基浆、海水基浆和聚磺钻井液中评价了其性能.结果表明,加入1％ FRT-2后,淡水基浆、盐水基浆、海水基浆的高温高压(HTHP)滤失量明显下降;在海上油田使用的聚磺钻井液中加入1％ FRT-2,HTHP滤失量(205℃,3.45 MPa)可控制在35 mL左右,表现出较好的耐温性能和降滤失性能.     

抗高温苯基阳离子淀粉降滤失剂的合成及性能

以环氧氯丙烷、苯基有机胺、羧甲基淀粉(CMS)钠盐等为原料,制备了一种油田钻井液用抗160℃高温的苯基阳离子(PC)淀粉(PCS)降滤失剂。采用FTIR和DTA-TG方法研究了PCS的结构特征和热稳定性。表征结果显示,CMS钠盐的结构上引入了PC,PCS的热分解温度为230℃。考察了PCS的制备条件对PCS降滤失性能的影响。实验结果表明,制备PCS较适宜的反应条件为:m(PC)∶m(CMS)=1∶4,80℃,5 h。利用高温滚子加热炉和常温中压滤失仪等钻井液专用仪器研究了PCS的钻井液性能。在160℃高温滚动16 h后,PCS的常温中压滤失量未增大,仅为8.4 mL。研究结果表明,合成的PCS在160℃高温下具有良好的耐热稳定性,适用于井底温度低于160℃的深井钻探。     

AM/AMPS/木质素磺酸接枝共聚物降滤失剂的合成与性能

采用木质素磺酸钙（SL）与丙烯酰胺（AM）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）接枝共聚合成了一种木质素接枝共聚物,并对其在钻井液中的降滤失性能进行了室内初步评价.结果表明,在AMPS摩尔分数为20%（以AM和AMPS计）、木质素磺酸钙（SL）用量50%～60%（以AM与AMPS和木质素磺酸钙总质量计）条件下合成的共聚物用作泥浆降滤失剂,其在淡水泥浆、饱和盐水泥浆和复合盐水泥浆中均具有较好的降滤失作用和较好的耐温抗钙污染能力.     

抗高温钻井液降滤失剂JHW的评价与应用

以2－甲基丙烯酰氨基－2－甲基丙磺酸等单体为基本原料,合成新型抗高温多元聚合物降滤失剂JHW,评价了该降滤失剂的性能并对其作用机理进行了分析。试验结果表明,JHW在3％的钠膨润土基浆中的抗温能力达210℃,可抗盐至饱和,抗5?Cl2,它在淡水,盐水,饱和盐水,海水及含钙钻井液体系中的抗温降滤失性能均优于国内外同类产品,具有广泛的应用前景。     

耐高温钻井液降滤失剂的研究

以苯酚、对氨基苯磺酸、甲醛为原料,合成了与磺甲基酚醛树脂（SMP）具有相似分子结构的降滤失剂对氨基苯磺酸盐酚醛树脂。通过单因素实验确定了合成降滤失剂的最佳工艺条件：单体总含量（质量分数）35％,n（对氨基苯磺酸）：n（苯酚）=1：1．5,n（对氨基苯磺酸＋苯酚）：n（甲醛）=1：1．25,反应体系pH值9-10,反应温度90℃,反应时间4．5h。合成的降滤失剂在淡水泥浆中的适宜加量为5％。用该降滤失剂配制的钻井液具有良好的降滤失效果,耐温能力可达180℃。     

一种耐高温交联淀粉钻井液降滤失剂的制备与评价

针对常规钻井液降滤失剂耐高温性能不足的缺点,以玉米淀粉为原料,以三偏磷酸钠为交联剂,采用交联反应的方法,合成了一种耐高温的交联淀粉钻井液降滤失剂,并采用六速旋转黏度计、泥浆失水测定仪等设备评价其性能。实验结果表明：采用三偏磷酸钠为交联剂制备的交联淀粉具有良好的耐温性能,当钻井液中交联淀粉质量分数为1.5%时,在160℃的条件下仍具有较好的降滤失性能,API滤失量为11.0 mL,黏度为33.5 mPa·s,与羧甲基淀粉降滤失剂相比,该降滤失剂抗高温效果明显,且不增黏。在西南油田元坝区块某评价井应用结果表明,在150℃条件下有效降低了钻井液的滤失量,同时控制了钻井液黏度,提高了钻井液整体耐温性能,现场应用效果良好。该研究成果对交联淀粉钻井液降滤失剂的制备具有一定的参考价值。     

抗高温淀粉降滤失剂的合成及其性能

以六甲基二硅氮烷、苯基有机胺、羧甲基淀粉(CMS)、3-氯-2-羟丙基磺酸钠等为主要原料,制备出抗160℃高温的钻井液用淀粉降滤失剂(HTS)。采用FTIR和DT方法分析了HTS的结构及其热稳定性。表征结果显示,CMS结构上引入了苯基阳离子、有机硅官能团及磺酸基团;HTS的热分解温度为232℃。考察了HTS的淡水钻井液性能、抗高温性能以及耐盐性能。实验结果表明,HTS具有良好的抗高温性能,含HTS的淡水钻井液在160℃滚动16 h前后降滤失性能均优良,且钻井液的流变性能变化较小,与传统的改性淀粉降滤失剂相比,抗高温能力提高近40℃;无论在NaCl含量为4%(w)还是8%(w)的盐水钻井液中,HTS的降滤失性能都较好,说明磺酸基因的引入可提高降滤失剂的耐盐性能。     

AM/AA/淀粉接枝共聚物降滤失剂的合成及性能

介绍了AM/AA/淀粉接枝共聚物降滤失剂的合成，考察了合成条件对AM/AA/淀粉接枝共聚物性能的影响。并对其钻井液性能进行室内初步评价。结果表明，AM/AA/淀粉接枝共聚物具有较好的降滤失，抗温，抗盐和抗钙，镁污染能力。     

抗高温抗盐降滤失剂ZYJ-1的合成及性能评价

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和乙烯基单体共聚合成了一种抗高温抗盐降滤失剂ZYJ-1，考察了ZYJ-1在淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液、人工海水钻井液及含钙盐水钻井液中的降滤失性能。结果表明，ZYJ-1具有良好的降滤失作用，抗高温抗盐，尤其是抗钙、镁离子污染能力强。     

膨润土接枝聚合物降滤失剂研究

通过丙烯酸和含酰胺基团的共聚单体在膨润土悬浮液中的氧化还原体系引发共聚合 ,制备了膨润土接枝共聚物 ,用作水基钻井液的降滤失剂。由接枝产物水悬浮液的表观粘度、塑性粘度、动切力及滤失量 ,接枝产物处理的粘土浆的性能 ,初步确定了接枝产物的合成条件 :单体、膨润土质量比 0 .4 5∶1;丙烯酸、共聚单体摩尔比 1.6∶1;接枝共聚温度 75℃。比较了该接枝产物、在相同条件下制备的共聚物与膨润土的混合物及一种商品聚合物降滤失剂HGST 5 98作为降滤失剂的性能 ,发现接枝产物处理的粘土浆的API滤失量特别是HTHP滤失量大大低于共聚物 膨润土混合物和HGST 5 98处理的粘土浆 ,这 3种降滤失剂在水中的增粘能力排列顺序为 :HGST 5 98>共聚物 膨润土混合物 >该接枝产物。图 3表 6参 6。