新型钻井液降滤失剂的合成与性能评价

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和烯丙基醚类亲水单体(APO)为原料,经水溶液聚合法合成了新型钻井液降滤失剂ZJ,并对其结构进行了表征。正交试验确定了合成降滤失剂ZJ的最佳条件为:n(AMPS)∶n(AM)∶n(AA)∶n(APO)=2.0∶4.0∶1.3∶0.02,单体用量为15%,引发剂用量1.0%,p H为7,于70℃反应5 h。室内评价结果表明,合成的降滤失剂作用效果较好,且具有良好的抗温、抗盐性能。     

抗温抗盐钻井液降滤失剂的研究

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)为原材料,合成了AMPS/AM/AA的三元共聚物。对影响聚合反应的各种因素(如单体配比、引发剂用量、反应温度、反应时间等)进行研究,并对此三元共聚物进行了性能测试和评价,室内评价结果表明,该降滤失剂能够有效地降低泥浆的滤失量。     

钻井液降滤失剂KJC的合成

降滤失剂作为重要的钻井液处理剂,其耐温耐盐能力直接影响水基钻井液的性能。从聚合物结构和官能团出发,选用对苯乙烯磺酸钠(SSS)、丙烯酰胺(AM)、烯丙基聚乙二醇(APEG)进行共聚得到钻井液降滤失剂KJC。以失水量为评价指标,通过单因素实验得到最佳合成条件为:m(APEG)∶m(AM)∶m(SSS)=1∶2∶1,单体质量分数20%,反应温度60℃,引发剂质量分数0.7%,反应时间5h。通过红外分析表明,合成产物结构与设计结构相符。性能评价表明,所合成的聚合物具有较好的抗温能力和抗钙能力。     

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。     

水基钻井液用抗高温降滤失剂的合成与性能评价

钻井液用降滤失剂在高温、盐水等复杂环境下失效是深井、超深井钻探开发过程中遇到的突出问题。采用丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为原料,合成了水基钻井液用抗高温降滤失剂JLS200,并对其进行了红外光谱和热重分析,评价了其在钻井液中的性能。结果表明,所合成的抗高温降滤失剂热稳定性好,抗温达200℃,抗盐至饱和;在KCl钻井液中具有良好的配伍性,滤失量低、流变性好,加入1% JLS200后,200℃老化后的API滤失量由12 mL降至3.2 mL,高温高压滤失量由54 mL降至15 mL,高温老化前后钻井液黏度和切力变化不大。该钻井液用降滤失剂具有较好的应用前景。      

水基成膜钻井液降滤失剂LS-1的制备及性能评价

以丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和酯类单体为原料,采用自由基水溶液聚合方法,以氧化还原体系为引发剂,合成了新型钻井液降滤失剂四元共聚物LS-1,采用红外光谱法表征了聚合物的分子结构,并验证了分子结构。室内性能评价结果表明,LS-1在淡水和盐水基浆中均具有较好的降滤失性,LS-1在淡水基浆中加量为0.5%时滤失量为6.8 mL,在盐水基浆中加量为1.5%时滤失量为7.4 mL,在饱和盐水浆中加量为2.5%时滤失量为7.8 mL;LS-1抗温达150℃。最后通过电镜扫描(SEM)分析,证实了LS-1能够形成膜结构,并结合膜结构对LS-1的降滤失机理进行了探讨。     

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。     

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。     

AMPS/AM/VAC共聚物钻井液降滤失剂合成

采用氧化－还原引发体系合成了２－丙烯酸胺基－２－甲基丙碳酸－丙烯酰胺－醋酸乙烯酯（ＡＭＰＳ／ＡＭ／ＶＡＣ）三元共聚物钻井液降滤失剂,室内研究表明：ＡＭＰＳ／ＡＭ／ＶＡＣ三元共聚钻井液降滤失荆,抗温、抗盐能力强,在淡水钻井液、饱和盐水钻井液和人工海水钻井液中均有较强的降滤失作用。评价了三元共聚物对钻井液性能的影响,选择了合适的配方,探讨了影响三元共聚物降滤失能力的因素和引发剂、ＡＭＰＳ的用量对三元共聚物降滤失性能的影响。     

钻井液降滤失剂PAMS601的合成与性能

采用氧化－还原引发体系合成了２－丙烯酰胺基－２－甲基丙磺酸（ＡＭＰＳ）－丙烯酰胺ＡＭ）二元共聚物钻井液降滤失剂ＰＡＭＳ６０１,借助红外光谱和ＤＴＡ－ＴＧ研究了共聚物的结构和热稳定性,并对其泥浆性能进行了室内评价。结果表明,本文合成的ＰＡＭＳ６０１降滤失剂热稳定性好,降滤失能力和抗浊抗盐能力强。     

四元共聚物钻井液降滤失剂JLS-1的合成与性能评价

通过对基团作用机理的分析,选用丙烯酰胺（AM）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、耐温抗盐单体（SUA）和酯（ZL）进行四元共聚合成出了新型钻井液降滤失剂JLS-1。经过对影响JLS-1性能的各因素进行实验研究,得到合成降滤失剂JLS-1的最佳条件。同时分别在淡水基浆和盐水基浆中对降滤失剂儿。S-1的性能进行了评价,实验结果表明,降滤失剂JLS-1在淡水基浆和复合盐水基浆中的API滤失量分别为6．2mL（加量为1．0％）和7．1mL（加量为2．5％）,并且具有较好的抗温能力,抗温达120℃;该降滤失剂还具有-定的防膨效果,防膨率可达73．8％。     

耐温抗盐聚合物降滤失剂的合成与评价

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、衣康酸(IA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为单体,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,采用水溶液聚合的方法制备了一种抗温抗盐聚合物降滤失剂;考察了单体质量配比、引发剂用量、溶液p H、单体用量和反应温度对合成的降滤失剂性能的影响;测定了降滤失剂的相对分子质量,对其进行了红外光谱分析和热重分析,考察了降滤失剂对基浆性能的影响。实验结果表明,合成水溶液聚合降滤失剂适宜的条件为:AM,AMPS,IA,DMDAAC,NVP的质量比为4.8∶2.5∶1.2∶0.5∶1.0,引发剂用量为单体水溶液总质量的0.5%,p H为6,单体用量为单体水溶液总质量的25%,反应温度为60℃;此条件下得降滤失剂的黏均相对分子质量为12×104;降滤失剂在饱和盐水基浆中的加量为3%时,滤失量降至4.4 m L,180℃下老化24 h后滤失量为8 m L。     

钻井液用抗高温降滤失剂FRT-1的合成及性能

由丙烯腈(AN)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和带环状侧取代基乙烯单体(CV)聚合制备了1种水基钻井液用新型抗高温降滤失剂FRT-1,评价了其在不同钻井液中的应用性能,并与国外市售的TEMP、Cal D、4706进行了对比。加入1%FRT-1,可将淡水基浆高温高压滤失量降低50%、盐水基浆高温高压滤失量降低78%、海水基浆高温高压滤失量降低83%;在海上使用的甲酸钾钻井液中加入1%FRT-1,可将高温高压滤失量(150℃)控制在10 mL左右;在海上使用的聚磺钻井液中加入1%～1.5%FRT-1,可将高温高压滤失量(180℃)控制在25mL左右,FRT-1体现出较好的抗温性和降滤失性,达到国外市场样品同等水平。     

水泥浆中温降滤失剂HW-L的合成和评价

介绍了以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(从)和一种功能型单体(S)为原料,过硫酸盐为引发剂合成三元共聚物HW-L降滤失剂的方法,最佳合成条件为：原料配比65：25：15,引发剂用量1．5％,合成温度65℃,时间2h。探讨了HW-L降失水机理。实验室性能评价结果表明,当HW-L用量为3％时,滤失量小于100mL,析水率为零,具有较好的抗温降失水性能;当用量增加时,水泥浆抗压强度无不良影响。     

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。     

抗高温水泥浆降失水剂（YJS—L）的合成和评价

目前固井作业常用的高温降失水剂均存在不同程度的缺陷,因此采用水溶液聚合法,以刚性单体(Y)、磺酸盐单体(J)和羧酸类单体(S)为主要原料,合成了一种新型抗高温降失水剂(YJS-L).对其降失水性能进行了评价,初步讨论了其降失水机理.结果表明,加有YJS-L的水泥浆在180℃温度下仍具有良好的流变性和沉降稳定性且析水量低,而且YJS-L对水泥石抗压强度无不良影响.     

低黏度效应聚合物降滤失剂的合成与性能评价

为降低降滤失剂对钻井液黏度的影响,采用丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、烯丙基聚乙二醇为主要单体,合成了聚合物降滤失剂GZ-1,用红外光谱对GZ-1 的结构进行了表征,研究了GZ-1 对钻井液流变性能和滤失性能的影响,通过环境扫描电镜分析了GZ-1 对钻井液滤饼微观形貌的影响。结果表明,合成的GZ-1 含有设计的官能团,黏均分子量适中（22.9 万）,1.6% GZ-1 水溶液的黏度仅为7 mPa·s;随着GZ-1 浓度增加,聚合物钻井液的滤失量逐渐降低,钻井液的表观黏度（AV）和塑性黏度（PV）小幅增加,基浆在加入1.6%GZ-1 后的AV 和PV 增幅分别为1.7 和1.5 倍,180℃老化16 h 后的增幅分别为1.1 和2.7 倍;加入重晶石提高聚合物钻井液密度时未出现黏度激增现象;GZ-1 可使钻井液滤饼更为致密,有效抑制黏土颗粒的聚结作用。GZ-1 可抗180℃高温,增黏作用小于常用降滤失剂JT888和SY-3,对钻井液黏度的影响较小。图6 表4 参14     

高温抗盐降滤失剂SPX树脂的合成与评价

针对钻井液降滤失剂在使用过程中存在的高温增粘和遇到金属离子污染增粘的问题,从降滤失剂的分子结构出发,通过苯氧（基）乙酸与苯酚,甲醛等缩聚磺化,合成出磺化苯酚／苯氧（基）乙酸／甲醛树脂（简称SPX树脂）。试验研究表明,SPX树脂单独使用是具有抗饱和盐抗高温非增粘降滤失量的作用,含盐量在25％－36％之间时降滤失效果良好,含盐量低于25％的延长老化时间也有良好的降滤失效果,在加量合理时,钻井液老化前后表观粘度增加率小于10％,SPX树脂与SMK,SMC有良好的复配效果。