AMPS/DMC/AM两性聚合物合成研究及在钻井液中的应用

以丙烯酰胺(AM)单体为主要原料,引入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为阳离子共聚单体,2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)为阴离子共聚单体,选择过硫酸胺和亚硫酸氢钠为引发剂,采用水溶液聚合技术制备了AMPS/DMC/AM两性聚合物;探讨了该聚合物对钻井液的抑制性、降滤失性和流变性影响。经过现场应用表明该聚合物能够简化水基钻井液的配伍药剂种类,方便现场施工。     

AMPS多元共聚物降滤失剂的抗温效果分析

以2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为基本单体,与其他具有不同结构或基团的单体:丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM),通过水溶液聚合法合成了3种聚合物降滤失剂:P(AMPS-AM-AA)、P(AMPS-AM-NVP)和P(AMPSDMAM-NVP)。对比研究了不同单体对共聚物抗温性的影响。实验结果表明:AMPS单体在200℃高温碱性条件下抑制AM单体水解的效果较差;NVP和AMPS单体在协同作用下对抑制酰胺基团的水解具有一定的效果;DMAM单体的耐温及抗水解能力优于AM;AMPS/DMAM/NVP共聚物的抗温性最好,200℃老化后的API失水为8.8m L,清水粘度保留率为41.38%,说明DMAM在高温碱性条件下也不易发生水解,可以提高共聚物的整体抗温性。     

高温水泥浆降失水剂的研制与性能评价

针对目前国内丙烯酰胺类降失水剂普遍存在抗高温、抗盐能力差的问题,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料,采用水溶液自由基共聚法合成了油井水泥抗高温、抗盐降失水剂AMPS/AM/NVP三元共聚物.该共聚物降失水剂能将水泥浆的API失水量控制在100mL以内.以该降失水剂为主剂的水泥浆体系在150℃以内都具有较低的失水量,水泥浆及水泥石的综合性能良好.     

AMPS/AM/AA三元共聚物降失水剂的合成及性能评价

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为单体,通过水溶液自由基聚合合成了AMPS/AM/AA三元共聚物降失水剂,对该降失水剂的性能评价结果表明:降失水剂在循环温度150℃内能够将水泥浆的API失水量控制在100mL以内;对水泥石的强度发展无不良影响;用该降失水剂配制的常规密度水泥浆、低密度水泥浆及高密度水泥浆均具有良好的综合性能,能够满足高温深井固井需要.     

抗高温油井水泥降失水剂的合成及性能研究

以丙烯酸(AA)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)等为原料合成油井水泥降失水剂,并对该新型油井水泥降失水剂配置的水泥浆综合性能进行室内试验评价。结果表明水泥浆中加入该降失水剂可以控制API滤失量在50mL以内,抗温达180℃。降失水剂使水泥浆的抗析水能力增强,稠化时间略有延长;抗盐能力达到36%。值得进一步推广应用。     

抗温抗盐型包被絮凝剂DQB-150的研制与应用

采用丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)、硅烷偶联剂等多元共聚物作为单体,用过硫酸铵作引发剂合成了钻井液用抗温抗盐型包被絮凝剂DQB-150,室内对其合成条件进行了优化,对研制产品性能进行了评价。实验结果表明,加量在0.3%DQB-150水溶液表观粘度在60mPa·s以上;该产品抗盐15%,在15%盐水浆中抗温达150℃,抑制钙土膨胀降低率可达60%,岩屑的高温滚动回收率在88%以上;环保性好、与其他钻井液处理剂配伍性好。DQB-150在大庆南193-平277、徐深8-平3等井的现场使用取得了很好的效果,DQB-150适合深井特别是深井钻井用盐水聚合物和盐水聚磺钻井液体系。     

杭锦土/P(AA-AM)复合高吸水树脂合成实验研究

以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾/亚硫酸钠为引发剂,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,采用微波法合成杭锦土聚合丙烯酸钠-丙烯酰胺复合高吸水树脂。研究结果表明,当杭锦土添加量为50%,AM∶AA比例为25%,交联剂用量为0.05%,引发剂用量为8%,NaOH中和度为85%时,该复合材料具有最大吸水倍率,其吸蒸馏水和自来水倍率分别为628.88g/g和121.92g/g。     

基于膨润土的反相悬浮聚合法合成高吸水树脂的工艺研究

采用反相悬浮聚合法,以膨润土、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为主要原料,司班80作为分散剂,环己烷为分散介质,过硫酸铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,进行合成高吸水树脂的工艺研究;通过单因素和正交实验研究了反应单体浓度、交联剂、引发剂以及膨润土的添加量对高吸水树脂吸水性能的影响。结果表明,AA和AM单体的摩尔比为1∶2.0,引发剂0.9%,交联剂0.04%,膨润土添加量为10%,反应温度控制在65℃~75℃之间,反应时间为4~5h的合成条件为最佳,树脂吸蒸馏水达到595g/g,吸盐水达71g/g。     

聚醚型阻垢分散剂合成工艺条件的研究

以丙烯酸(AA)和聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMA)为共聚单体,以过硫酸铵-次亚磷酸钠为引发体系,以磷酸二氢钾为链转移剂,采用水溶液共聚的方法制备出具有长侧链醚基的聚醚型阻垢剂P(AA/MPEGMA);研究了单体配比、引发剂用量、链转移剂用量、反应温度及反应时间对共聚物阻碳酸钙垢率的影响。研究结果表明,当丙烯酸(AA)与聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMA)的质量比为3∶1,引发剂用量为单体质量的4.5%,链转移剂用量为单体质量的11%,反应温度为82℃,聚合反应时间为3.5 h时,共聚物阻碳酸钙垢率最大。     

SSS/AMPS/AA/MA四元聚合物合成及阻垢性能研究

磺酸基团对盐不敏感,具有较好的抗温抗盐能力,尤其是抗高价金属离子的能力。因此,磺酸盐类共聚物成为近几十年来人们研究的热点。以苯乙烯磺酸钠(SSS)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)为单体,水作溶剂,过硫酸铵为引发剂,次亚磷酸钠为链转移剂,确定了最佳的合成条件,合成的SSS/AMPS/AA/MA四元共聚物对碳酸钙垢、硫酸钙垢、磷酸钙垢表现出较好的阻垢性能,同时具有良好的分散氧化铁的能力和较强的稳定锌离子的能力。     

抗高温抗盐钻井液降滤失剂研究现状

随着油田钻井的发展和深井海洋钻井项目的增加，对钻井降滤失剂的要求也不断提高，以满足耐盐性和抗高温性的新要求。2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）的分子结构中具有强阴离子性、亲水性的磺酸基和不饱和的乙烯基双键，以其为基料的多元聚合物具有良好的热稳定性和抗盐能力，是一种新型的耐盐抗盐钻井降滤失剂，有着广泛的应用前景。     

AMPS/AA/IA/NNDAM四元共聚缓凝剂合成与评价

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)、衣康酸(IA)和N,N-二甲基丙稀酰胺(NNDAM)为原料,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法合成了一种四元共聚物缓凝剂。讨论了合成的最佳条件;利用红外光谱、热失重分析表征了聚合物结构。对缓凝剂的缓凝性能、抗压性能、抗盐性能及与其他外加剂的配伍性等进行了研究。结果表明,缓凝剂适用于80℃~140℃范围内;加量不敏感,且与稠化时间具有良好的线性关系,对水泥石抗压强度无不良影响;与其他水泥外加剂具有良好的配伍性,对水泥浆体系无不良影响。     

静置热聚合法合成PAMPS高吸水性树脂与性能研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,采用静置热聚合法合成PAMPS高吸水性树脂.研究了反应条件对树脂吸水率的影响,得出合成树脂的最佳反应条件为:pH值2.25,NMBA用量0.04％,KPS用量0.03％,68℃下反应10h.在此条件下合成的树脂室温下吸去离子水率为1071倍.对合成树脂的保水率和吸盐率进行了研究,借助FTIR和SEM对树脂的分子结构、表面形态进行了分析.     

静置热聚合法合成AM/MA/AMPS三元共聚高吸水性树脂

以N, N'-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,在不加引发剂和无氮气保护下,采用静置热聚合法合成丙烯酰胺(AM)/顺丁烯二酸酐(MA)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)三元共聚高吸水性树脂,研究了反应条件对树脂吸水率的影响,并借助FT-IR、偏光和TGA等对树脂的分子结构、表面形态及热稳定性进行了分析.结果表明,在优化条件下合成的高吸水性树脂室温下吸蒸馏水率最大为767 g/g,吸盐水率为145 g/g,树脂具有较好的保水性、吸水速率和重复使用性.     

聚合物乳液的合成及其在钻井液中的应用

以丙烯酰胺、丙烯酸钾及阳离子单体为原料,采用反相乳液聚合的方法合成了一系列共聚物乳液,进行了分子量、水溶性与对钻井液性能影响的室内测试。实验结果表明,合成的聚合物乳液具有较好的增黏、降滤失、抗盐性能,可作为钻井液添加剂使用。     

高密度油基钻井液体系优选及其在页岩气水平井的应用

为解决威远-长宁地区泥页岩地层井壁失稳、井眼清洁等问题,通过试验优选出适用于高密度油基钻井液体系使用的乳化剂、有机土和降滤失剂等处理剂;通过正交试验设计确定出一种适用于威远-长宁地区页岩气长短水平井使用的高密度油基钻井液体系。其最终配方比例为:5%主乳化剂+2.0%辅乳化剂+2.0%润湿剂+5%降滤失剂+2%有机土+3%CaO、油水比80∶20(25%CaCl_2水溶液)。对其性能进行评价,结果表明该体系可加重密度至2.2 g/cm~3,加重后性能稳定,可抗水污染达9%,抗岩屑污染至18%,具有较好的抗污染性能,页岩回收率95.11%,抑制性能好,乳化性能稳定。现场应用表明:高密度油基钻井液满足威204H37-8井页岩气水平井钻井施工需求,全井性能良好,无井漏,井径规则,测井未见异常,顺利完钻。     

抗高温高密度饱和盐水钻井液研究

通过实验研究了高效抗高温降滤失剂PAADS和结合磺化处理剂在饱和盐水钻井液体系中的协同增效作用,并分别对低密度和高密度钻井液体系的流变性、失水造壁性等性能进行了研究,最终确定了以PAADS为主要降滤失剂,复配磺化处理剂的聚磺抗高温高密度饱和盐水钻井液的基本配方体系。该钻井液体系的抗温能力大于200℃,将该体系用重晶石加重至2.3g/cm3,200℃高温老化后AV为160mPa.s,API失水为7.5mL,高温高压失水为11.5mL,具有良好的流变性、失水造壁性和页岩抑制性。最终分析表明:两性离子聚合物降滤失剂PAADS在高密度饱和盐水钻井液体系中,能与无机盐、磺化处理剂等协同增效,能提高体系的抗高温能力(≥200℃),在对体系流变性影响不大的情况下,能有效地控制失水,提高体系失水造壁性、保持井壁稳定。     

海域天然气水合物钻井液用多功能处理剂制备与性能评价

针对海域天然气水合物钻井过程中由于储层水合物分解引起的井壁失稳难题,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二甲基二烯丙基氯化铵和二甲氧基甲基乙烯基硅烷改性纤维素为原料,制备了一种具有天然气水合物分解抑制性和降滤失性的双效处理剂。通过红外光谱表征了产物的分子结构,热重分析显示产物开始分解的温度约290℃,具有良好的热稳定性。水合物分解评价实验表明,1%双效处理剂作用下水合物的完全分解时间延长约1倍,水合物分解量降低了19.8%,具有良好的水合物分解抑制性能。在淡水基浆和5 wt%NaCl盐水基浆中的滤失量分别为6.8和8 mL,对于水合物储层具有良好的降滤失性。低温时淡水基浆滤失量为6.5 ml,表明双效处理剂具有良好低温流变性。本文为天然气水合物高性能钻井液的构建提供了重要支撑。     

改性柚子皮降滤失剂的合成与评价研究

天然材料因其易降解、环境友好、来源丰富和价格低廉等优势,成为环保型钻井液处理剂研发的重要方向。在天然柚子皮的基础上,通过化学合成引入酰胺基和磺酸基,形成了一种可满足高温地层绿色、安全、高效钻进的改性柚子皮降滤失剂,并对其抗温性、抑制性和抗盐抗钙性能进行了评价。柚子皮富含植物酚和聚糖等活性成分,改性后的柚子皮抗温能力强,在150 ℃的滤失量降低率超过70%;滚动回收实验结果表明,在加量为0.3%的情况下,其抑制效果优于KCl;抗污染实验表明,改性柚子皮降滤失剂抗盐抗钙效果好,0.3%的加量下,在淡水基浆、盐水基浆、饱和盐水基浆中均能使滤失量保持在10 mL以下,在CaCl₂含量为3%时,滤失量降低率达到82.22%。改性后的柚子皮具有良好的降滤失性能,为环境友好型钻井液处理剂的开发提供了新的技术思路。     

凹凸棒土抗高温钻井液的配方实验研究

针对现下钻探深井对抗高温钻井液的要求,在实验室内对聚合物增粘降滤失剂以及钻井液用粘土进行优选,建立抗高温钻井液的配方体系。该体系在经历200 ℃、16 h的热滚实验之后,依然保持良好的体系稳定性以及较低的滤失量。