抗高温有机硅共聚物降滤失剂的合成与性能

以内烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和含双键的有机硅为单体,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,通过自由基聚合制备了有机硅共聚物。以有机硅共聚物质量分数为0.5%的淡水钻井液的滤失量为依据,通过正交实验优化了有机硅共聚物的合成条件:n(AM):n(AMPS):n(NVP)=3:1:1,有机硅单体摩尔分数2.0%(基于AM,AMPS,NVP的总物质的量),BPO的质量分数0.4%～0.6%(基于AM,AMPS,NVP的总质量),聚合温度80℃。用FTIR手段表征有机硅共聚物的结构。实验结果表明,含有机硅共聚物的淡水钻井液、NaCl质量分数为4.0%的盐水钻井液及饱和盐水钻井液均具有较好的降滤失性能和较强的抗温性能。     

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。     

抗高温抑制性有机硅降滤失剂的合成与评价

为了解决高温深井井壁失稳问题,以AM、SSS、DMC、A171为聚合单体合成了抗高温抑制性有机硅降滤失剂.含有2％有机硅降滤失剂的钻井液在180℃下热滚后,其FLAPI仅为7.8 mL,降滤失剂分子中含有刚性基团(苯环)、功能基团(水化基团、吸附基团)使其具有良好的抗高温性能以及降滤失性能.页岩在含有1％有机硅降滤失剂...     

降滤失剂作用机理研究——对不同类型降滤失剂的分析

在滤饼电性质、滤饼渗透率、滤液粘度、电镜分析和粒度分布等方面研究结果的基础上,论述了非离子、阴离子型降滤失剂的作用机制。分析了不同类型降滤失剂性能差异的根本原因,即分子结构的不同导致了降滤失剂效果的不同,包括含有极性基的数量和种类、分子量、分子结构以及空间位阻。非离子型降滤失剂主要通过全方位堵塞滤饼毛细孔发挥作用;阴离子型降滤失剂则是通过增加滤饼负电荷密度,缩小毛细孔孔径来达到降滤失目的;非离子型降滤失剂没有分散作用,而阴离子型降滤失剂则有一定的分散作用;但降滤失剂都有良好的护胶作用。     

抗高温钻井液降滤失剂的评价及其作用机理

以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、聚丙烯酰胺和对苯乙烯磺酸钠为原料合成了新型抗高温钻井液降滤失剂PAASD,利用FTIR、1H NMR、泥浆失水仪等方法对PAASD进行了表征并研究了其流变性能和降滤失性能。表征结果显示,合成的PAASD为目标产物,具有良好的增黏性和耐温抗盐性能。PAASD钻井液具有良好的耐温抗盐性能和抗钙侵能力。在三磺化(SMP-1/SMC/SMK)钻井液体系加入PAASD后,在150℃、3.5 MPa下的高温高压滤失量为16.2m L,说明PAASD与三磺化钻井液体系具有良好的协同增效作用。PAASD在高温含盐的钻井液中可对黏土颗粒进行有效吸附,增强了黏土颗粒在高温含盐环境中的水化分散能力。     

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。     

高温抗盐降滤失剂SHR的研究与应用

采用酰胺生物与不同来源褐煤接枝合成了降滤失剂ＳＨＲ。进行了室内评价和现场应用试验。结果表明,ＳＨＲ具有很好的抗温、抗盐及抗钙性能,在降滤失的同时还具有很好的防塌润滑及降粘改善流变性等多种功能。     

抗高温钻井液降滤失剂的合成及机理研究

以丙烯酰胺(AM)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG-1000)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(DMAAC-18)为共聚单体,以偶氮二异丁脒盐酸盐(V₅₀)为引发剂,制备一种抗温达220℃的水基钻井液降滤失剂,并采用FTIR,TG,SEM,EDS,AFM等方法对所制备的降滤失剂进行表征。采用单因素法优化得到最优合成条件为：单体配比n(AM)∶n(APEG-1000)∶n(SSS)∶n(DMAAC-18)=110∶3∶10∶1,引发剂V50用量为0.4%(w),反应温度为60℃,单体总含量为30%(w),反应时间为4 h,反应pH为8。实验结果表明,在淡水基浆中,降滤失剂加量为1.25%(w)时,中压(API)滤失量为7.3 mL,220℃老化后API滤失量为13.2 mL;与5%(w)SMP降滤失剂复配,淡水基浆+1.25%(w)降滤失剂+5%(w)SMP降滤失剂+0.5%(w)FA367包被剂,220℃老化后高温高压滤失量仅为13.6 mL。     

抗高温聚合物降滤失剂PFL-L的研制与应用

为使抗高温钻井液具有良好的流变性及高温高压滤失量,防止高温稠化,采用氧化-还原引发聚合反应,合成了一种低相对分子质量的抗高温聚合物降滤失剂PFL-L,进行了红外光谱和热重分析;采用凝胶渗透法测定了产物相对分子质量,评价了高温高盐情况下聚合物降滤失性能及配伍性。评价结果表明,PFL-L热稳定性好,产物分子量具有多分散性,适用于超深井钻井液处理剂,高温高盐条件下在显著降低钻井液滤失量的同时,可很好地控制钻井液高温下的黏度,抗温220℃,抗NaCl可达36%。该降滤失剂在徐闻X-3井进行了现场应用,应用结果证明,由PFL-L等处理剂形成的超高温钻井液热稳定性好,确保了徐闻X-3井三开长裸眼井段的顺利钻进,完钻井深6 010 m,取得了良好的应用效果,满足了安全高效钻井需求。      

一种抗盐耐温降滤失剂的室内研究

通过对聚合物降滤失剂作用机理以及抗盐机理的分析,确定了高效钻井液用降滤失剂的合成方向,在丙烯类聚合物中引入羧钙基、在聚合中引入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠单体,同时引入可聚合的具有表面活性的大分子基团,研究了聚合物合成的最佳单体配比及反应条件,合成了一种钻井液用抗盐耐温降滤失剂。性能评价结果表明,该降滤失剂用量为0.5%时,饱和盐水的滤失量仅为5.6 mL,降滤失效果较好,耐温性能好,抗温达120℃,同时兼具一定的提黏、泥页岩抑制性,抗盐、抗钙的能力,是一种综合性能较好的聚合物,其工艺容易控制,推广性较强。     

超高温钻井液降滤失剂FLA240合成与评价

采用氧化-还原引发体系,以丙烯酰胺、丙烯酰氧异丁基磺酸、丙烯酸和N、N-二甲基丙烯酰胺等单体为原料,合成了低相对分子质量的多元共聚物超高温钻井液降滤失剂FLA240,借助红外光谱和热分析研究了FLA240的结构和热稳定性,分析了其抗温机理,初步评价了FLA240的钻井液性能。结果表明,FLA240热稳定性好,与其它处理剂配伍性好,作为钻井液处理剂在淡水、盐水和饱和盐水钻井液中均具有较好的降滤失作用,经过240 ℃超高温老化后的能较好的控制钻井液的滤失量,在密度2．25g／cm^3饱和盐水钻井液中,当加量由1．0％增加到4．0％时,可以使钻井液高温高压滤失量由110ml降至6ml,体现出了良好的抗温性能。     

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。     

一种抗高温抑制型聚合物降滤失剂的合成及评价

随着油气勘探开发的发展, 深井超深井的数量不断增加, 对钻井液处理剂的耐高温性能提出了更高要求。文章采用丙烯酰胺（ Ａ Ｍ） 、 丙烯酸（ Ａ Ａ ） 、 甲基丙烯磺酸钠（ Ｓ ＭＳ ） 、 乙烯基铵盐阳离子单体（ Ｃ Ｍ） 为原料, 通过优化合成条件及配方, 合成了一种四元共聚物降滤失剂, 并对其性能进行了评价。结果表明, １ ． ０ ％的降滤失剂能使淡水基浆中的滤失量降到７ ． ８ ｍ ｌ ／ ３ ０ ｍ ｉ ｎ , １ ５ ０ ℃热滚老化１ ６ｈ后的滤失量可降为１ ２ ． ６ｍ ｌ ／ ３ ０ ｍ ｉ ｎ 。１ ． ０ ％的降滤失剂１ ２ ０ ℃热滚１ ６ｈ后页岩回收率可达８ ３ ． ４ ％。     

高温无机/有机复合纳米降滤失剂NFL-1研究

采用细乳化法合成的降滤失剂NFL-1是一种以无机纳米二氧化硅粒子为联接基,以-C-C-键为分子主链的两亲嵌段聚合物无机/聚合物纳米复合材料。-C-C-键分子主链上吸附基团为酰胺基(20%～30%)、主水化基团为磺酸基(40%～50%),次水化基团为羧基(10%～15%)、疏水基团为苯乙烯基(0.5%～5%)。对其在钻井液中的降滤失性能进行了评价,结果表明,NFL-1在钻井液中的黏度效应小,热稳定性好,抗盐抗钙能力强,用该降滤失剂处理的钻井液最高在220℃高温老化后其滤失量仍然较低。讨论了NFL-1的主要高温降滤失机理是纳米SiO2的高温稳定作用和NFL-1成膜阻水作用。     

磺化栲胶-酚醛树脂降滤失剂的合成

用栲胶替代部分苯酚合成了磺化栲胶-酚醛树脂钻井液降滤失剂,并探讨了影响合成产物性能的主要因素及产物对钻井液性能的影响。试验结果表明,这种降滤失剂具有良好的高温高压降滤失效果及较强的抗盐、抗酸能力。     

耐温抗盐降滤失剂PAMAP的合成及评价

以丙烯酰胺(AM),丙烯酸(AA),2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)及自制烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚为反应单体,以Na₂SO₃与(NH₄)₂S₂O₈的氧化还原体系为引发剂,合成了聚合物降滤失剂PAMAP。FT-IR、¹H NMR及能谱分析表明PAMAP的结构符合预期,热重结果表明其抗温性能良好。滤失实验结果表明PAMAP降滤失剂在淡水基浆中的最佳加量为1.5%;在160℃下老化16 h后的淡水基浆的API滤失量为8.2 mL、高温高压滤失量为32.4 mL;NaCl加量为30%时,老化前后的API分别为15.8和17.5 mL,表明PAMAP降滤失剂具有良好的抗温抗盐能力。     

钾钙基沥青树脂两性离子聚合物重钻井液的研究与应用

试验中,筛选出两性离子型抑制性降粘聚合物XY27做为核心聚合物,并加入弱分散剂、封堵剂、防卡剂、加重剂等成分,配制成钾钙基沥青树脂两性离子聚合物重钻井液,应用于4500~5500m直井和定向井中。应用中表现出了较好的流变性、抑制性、防粘卡效果、高温稳定性和较强的剪切稀释性、滤失造壁性、防塌能力和抗可溶性盐类污染能力。钻井液密度高达1.96g/cm3,机械钻速提高18%。     

超支化聚合物絮凝剂的合成与表征

利用端羟基超支化聚合物(HPAE)末端所具有的大量活性基团,将Fe3+负载于其上合成了一种新型的超支化聚合物絮凝剂(HPAE-F).通过单因素实验优化了HPAE-F合成条件,较佳条件为:m(HPAE)∶m[Fe2(SO4)3]=2∶1,pH=2,反应温度30℃,反应时间18 h.利用IR、UV、1H NMR对HPAE-...     

一种新型高性能聚胺聚合物钻井液的研制

聚胺钻井液是一类在钻井液中加入聚胺抑制剂而得到的具有代替油基钻井液潜力的新型高性能水基钻井液，最近几年在国外现场得到了较好的应用，在解决高造浆、高水敏地层的钻井作业中显示了特别的抑制效果。聚胺还具有生物毒性小，环境相容性好的特点。在钻井液中加入聚胺可以有效降低钻井液的滤失，改善钻井液的流变性能。通过对聚胺理化性能的比较分析，在传统的聚合物钻井液中加入UHIB聚胺进行抑制性改进，建立了聚胺聚合物钻井液体系，并对该体系进行了常规性能评价。结果表明，经过聚胺优化改进后的聚合物钻井液体系具有更加优良的抑制性能和更好的流变性能、滤失性能和抗污染性能，适宜于在高水敏、高造浆及高压和易污染地层使用。     

改性腐植酸合成油基钻井液降滤失剂

采用有机胺对腐植酸进行改性,用做油基钻井液降滤失剂,以替代沥青类产品,提高机械钻速和保护环境。探索了合成产物性能的影响因素,并评价了在油基钻井液中的性能。改性腐植酸降滤失剂最佳合成条件为:腐植酸与有机胺 H60B 摩尔比15:6,反应温度190℃,反应时间8～9 h。改性腐植酸降滤失剂具有良好的降滤失效果,在加量为3%时,150℃高温高压滤失量为6.8 mL,好于沥青类降滤失剂,并且对钻井液流变性影响较小。