高蜡原油复配降凝剂的研究

通过对吉林油田木南原油的性质测定,选择丙烯酸十八酯、马来酸酐、苯乙烯、乙酸乙烯酯为原料,进行聚合反应,制得丙烯酸十八酯-马来酸酐-苯乙烯和丙烯酸十八酯-乙酸乙烯酯-苯乙烯两种三元共聚物,并分别和EVA进行复配.考察了两种复配降凝剂在不同加量和不同温度下对吉林油田木南原油的降凝效果. 结果表明,在加剂温度为70 ℃时,AMS-EVA复配降凝剂的最佳加量为0.03%,可使原油凝点降低9 ℃;AVS-EVA复配降凝剂的最佳加量为0.1%,可使原油凝点降低10 ℃ .在温度42 ℃、剪切速率为234.4 s-1时,未加剂原油粘度为159 mPa·s,加入AMS-EVA型降凝剂后,原油粘度降至78.7 mPa·s;加入AVS-EVA型降凝剂后 ,原油粘度降至96.6 mPa·s.     

SSMA和AMA对钻井液降黏作用效果研究

为探讨聚合物钻井液降黏剂结构与性能的关系,本文以对苯乙烯磺酸钠、丙烯酸、马来酸酐为原料,过硫酸铵为引发剂合成了对苯乙烯磺酸钠-马来酸酐（SSMA）和丙烯酸-马来酸酐（AMA）两种聚合物降黏剂,研究了二者在钻井液中的降黏效果和耐温抗盐性能。研究结果表明,含磺酸基团的SSMA和含羧基的AMA均能有效地拆散钻井液中的黏土颗粒结构、降低钻井液的黏度和切力,但二者在钻井液中遇盐（NaCl）、钙（CaCl₂）与高温条件时表现出较复杂的行为规律。AMA在淡水钻井液、盐水钻井液中的降黏作用比SSMA的强;当加量较低时（≤0.3%）在钙处理钻井液的降黏作用比SSMA强,但加量较高（>0.3%）时,AMA在钙处理钻井液中的降黏效果降低甚至起增黏作用。与AMA相比,SSMA处理的钻井液抗NaCl污染能力较差,抗CaCl₂污染能力较强。AMA的降黏作用受高温老化的影响较SSMA小,表现出更好的耐温性能。     

磺化苯乙烯-水解马来酸酐共聚物降粘剂SSHMA的研制

报道了用作水基钻井液降粘剂的磺化苯乙烯-水解马来酸酐共聚物SSHMA的合成方法。以甲苯、二甲苯混合物为溶剂,苯乙烯、马来酸酐摩尔比1.0~1.2∶1.0,引发剂BPO用量0.7%~1.2%,溶液共聚温度95℃,时间3小时,得到苯乙烯-马来酸酐共聚物,其重均分子量在3000~5500范围,化学结构由红外光谱证实。在NaOH存在下,该共聚物与三氧化硫按摩尔比1.0∶1.0~1.2在50℃进行磺化、水解反应1小时,生成降粘剂SSHMA。该剂具有良好的耐温抗盐性:加入0.2%SSHMA使淡水钻井液的表观粘度由75 mPa.s降至30mPa.s以下,加入0.3%SSHMA使淡水钻井液在230℃老化16小时后的表观粘度由64mPa.s降至28mPa.s以下,加入0.4%SSHMA使15%盐水钻井液230℃老化16小时后的表观粘度由35mPa.s降至18mPa.s以下。图5参4。     

钻井液降黏剂SSMA的本体聚合制备与性能

为探究本体聚合法合成的磺化苯乙烯-马来酸酐（SSMA）在水基钻井液中降黏性能的优劣,以苯乙烯（St）、马来酸酐（MA）为原料,分别采用本体聚合和溶液聚合制得苯乙烯-马来酸酐（SMA）,磺化后制得SSMA,并对不同方法制得的磺化苯乙烯-马来酸酐（SSMA）在钻井液中的降黏效果和抗温抗盐性能进行评价。结果表明,2种方法合成的SSMA都可有效地拆散钻井液中黏土颗粒形成的空间网状结构,但在盐水和高温条件下2者表现出不一样的降黏效果。①在淡水基浆中,2者均表现出好的降黏效果,当加量达到0.75%时,本体聚合制得的SSMA在淡水基浆中降黏率可达95.38%,溶液聚合制得的SSMA在基浆中的降黏率为85.54%。②在盐水基浆中,与溶液聚合制备的SSMA相比,本体聚合制备的SSMA的降黏作用更强,具有更好的抗盐性能,当加量达到1%时,其降黏率可达53.33%。③在高温老化实验中,本体聚合制得的SSMA在基浆中的降黏性能较溶液聚合制得的SSMA受高温影响较小,在老化温度为230℃时,仍可保持40%以上的降黏率,具有更好的抗温性能。④在高密度基浆中,本体聚合法制备的SSMA具有较高的降黏率,220℃老化后降黏率仍在60%以上,高于溶液聚合法制备的SSMA在高密度基浆中47.45%的降黏率。      

马来酸酐/苯乙烯/丙烯酸高碳醇酯共聚物的制备及对稠油的降粘性能

以甲苯为溶剂在引发剂存在下使马来酸酐、苯乙烯、丙烯酸共聚 ,再在Lewis酸存在下使共聚产物直接与C16～C18混合醇反应 ,得到马来酸酐 /苯乙烯 /丙烯酸C16～C18混合醇酯共聚物MSA。通过红外特征吸收峰的指认确证了MSA的结构。体积比 85∶15的胜利孤岛原油 (5 0℃粘度 2 1.5Pa·s)与 35 3mg/L的MSA煤油溶液形成的稀释油 ,其粘度随温度升高 (4 0～ 6 5℃ )而降低 ,在 5 0℃时表观降粘率为最高 ,达 95 .8% ;稀释油 5 0℃时的粘度随MSA煤油溶液浓度增大而下降 ,在浓度 35 3mg/L时达最低值 710mPa·s,浓度继续增大时反而上升。用阴、非离子二元混合表面活性剂及一种水溶性聚合物将溶于少量煤油的MSA制成水包油乳状液 ,将原油与MSA水乳液按体积比85∶15 ,表面活性剂混合物与原油质量比 1∶10 0 0混合 ,得到的水包油型乳化原油 5 0℃时的粘度与MSA在水乳液中的浓度之间存在类似的关系 ,浓度为 35 3mg/L时粘度为 6 75mPa·s ,浓度为 4 70mg/L时粘度有最低值 4 0 0mg/L ,此时实际降粘率为 71.5 % ,浓度继续增大时粘度上升。油溶性降粘剂与乳化剂结合用于稠油降粘 ,费用较低 ,效果较好。共聚物不提纯直接酯化和提纯后酯化得到的MSA的降粘性能相差不大。表 3参 9。     

新型两亲丙烯酰胺共聚物的合成及性能研究

以丙烯酰胺(AM),丙烯酸(AA),N,N-二烯丙基油酰胺(DNDA)和1-(2-羟丙基磺基)-2-丙烯酰胺基吡啶内盐(Py SA)为原料,合成了一种具有两亲性的丙烯酰胺共聚物AM/AA/DNDA/Py SA。1 000 mg/L共聚物溶液表观黏度达到424.6 mPa·s;当剪切速率达到1 000 s-1时,2 000 mg/L共聚物溶液的表观黏度为20.6 mPa·s;在170 s~(-1)且120℃时,溶液表观黏度高达32.8 mPa·s,黏度保留率为54.9%;溶液中NaCl的加量为12 000 mg/L时,聚合物表观黏度为27.2 mPa·s;70℃,模拟地层水矿化度19 589 mg/L时,2 000 mg/L的共聚物溶液可提高模拟原油采收率10.40%。     

表面活性剂BS复合驱油体系物理模拟实验研究

以大庆油田使用的以重烷基苯磺酸盐Sy为表面活性剂组分的强碱ASP三元体系作对比,考察了由能使油水界面张力达到超低的两性甜菜碱表面活性剂BS配制的无碱SP二元体系和加磷酸钠牺牲剂的该SP二元体系的驱油效率.实验岩心为Ka≈-1μm2的环氧树脂胶结石英砂均质、非均质(变异系数0.72)岩心.驱油实验模拟大庆油田条件(温度45℃),实验体系舍表面活性剂3.0g/L,分等黏度(20,40,80mPa·s)和等聚合物浓度(0.5,1.5,2.5g/L)两个系列,化学剂主段塞0.35PV,后续聚合物保护段塞0.20PV.体系黏度由20mPa·s增至40mPa·s或聚合物浓度由0.5g/L增至1.5g/L时,均质岩心上的采收率增幅很大,黏度或聚合物浓度继续增大时增幅很小.均质岩心上的驱油效果,在等黏度条件下加牺牲剂的SP二元体系最好,SP二元体系和强碱ASP三元体系相近并较差,在等聚合物浓度条件下SP二元体系和加牺牲剂的SP二元体系最好且相近,强碱ASP三元体系较差.在非均质岩心上的驱油效果,当体系黏度为40mg/L时,加牺牲剂SP二元体系最好,SP二元体系次之,强碱ASP三元体系最差,当聚合物浓度为2.5g/L时,加牺牲剂SP二元体系与SP二元体系相当,强碱ASP三元体系较差.     

新型水杨酸盐型抗温抗盐起泡剂的合成与性能评价

以马来酸酐、十二醇和水杨酸为原料,对甲基苯磺酸为催化剂,合成了一种水杨酸盐型新型起泡剂。起泡剂最佳合成条件为:在无溶剂条件下,马来酸酐、十二醇、水杨酸单体摩尔比为1.2∶1∶1,催化剂加量3%,反应温度80℃。该起泡剂溶液的表面张力较低,起泡剂加量为3000 mg/L时的表面张力为20.9 m N/m。在常温下,该起泡剂抗KCl能力达到40 g/L、抗Ca Cl2能力达到30 g/L,抗油能力达到25%,抗温能力达到140℃。     

海泡石泥浆 Ⅱ.SSMA对海泡石-HPAM体系的稀释作用

本文研究了磺化苯乙烯-马来酸酐共聚物(SSMA)对海泡石-水解聚丙烯酰胺(HPAM)悬浮体的稀释作用,证明 SSMA 具有良好的稀释能力,且不影响 HPAM 对劣质粘土的絮凝效果。从粘土和高聚物以及高聚物分子之间的相互作用出发,探讨了 SSMA 的稀释机理,发现 HPAM—SSMA 氢键络合物的形成在稀释过程中起主要作用。     

苯乙烯—马来酸酐—丙烯酸十八烷基酯三元共聚物的合成及其降凝性能

合成了用作降凝剂的苯乙烯－马来酸酐－丙烯酸十八烷基酯三元共聚物。研究表明,当苯乙烯、马来酸酐、丙烯酸十八烷基酯三种单体摩尔比为1∶3∶3,原油预热温度为60℃,三元共聚物在江汉原油中加量为300mg/L时,此三元共聚物可使江汉原油的凝固点为28℃降到13℃。它是一种新型的原油降凝剂。     

钻井液增粘提切剂YF-01的研制

以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）为单体,根据自由基聚合反应原理,合成出增粘提切剂YF-01。考察了单体质量比、反应温度、引发剂用量、单体含量、反应时间等对其表观粘度和静切力的影响。结果表明,在单体质量比（AM：AMPS：DMDAAC）7：4：1,单体禽量40％,引发剂用量0．15％,反应温度45℃,反应时间75rain最佳条件下,合成的增粘提切剂YF-01产品使泥浆表观粘度由56mPa·s提高到211mPa·s,初切力由4．078Pa提高到12．365Pa,终切力由4．699Pa提高到13．897Pa。     

络合剂提升聚合物增黏能力实验研究

选用L1、L2、草酸钠作为络合剂,分别测定加入不同浓度络合剂后HPAM(部分水解聚丙烯酰胺)溶液的黏度,对比水驱后注入聚合物溶液和加入草酸钠溶液的复配体系的驱油效果。实验结果表明,随着L1、L2、草酸钠浓度的增加,聚合物溶液黏度呈现先逐渐增加至峰值后减小的变化规律。当聚合物溶液中分别加入100 mg/L的L1、200 mg/L的L2、300 mg/L的草酸钠时,黏度分别达到峰值74.1 mPa·s、89.3 mPa·s、90.1 mPa·s。与无络合剂相比,相同浓度的聚合物溶液添加200 mg/L的草酸钠可以使得体系驱较水驱提高采出程度再增加4.23%。由此可见,加入草酸钠作为络合剂可以有效的提高聚合物溶液的化学驱采出程度,络合剂的用量直接影响聚合物溶液的黏度,为了达到最佳增黏效果,在使用中应根据经济成本和聚合物溶液的增黏率来综合选择。     

耐高温钻井液降黏剂St/AMPS/AA的研制

以苯乙烯与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酸为原料,DMF(N,N-二甲基甲酰胺)为溶剂,引发剂BPO(过氧化苯甲酰)用量为1.0%,溶液共聚温度为85℃,反应时间为4 h,合成了St/AMPS/AA共聚物钻井液降黏剂。室内实验表明,加入0.5%该共聚物后,淡水钻井液在常温下的表观黏度由28.8 mPa.s降至23.4mPa.s,降黏率为58.3%;在260℃老化16 h后表观黏度由37.1 mPa.s降至6.8 mPa.s,降黏率为76.8%,该剂用作抗高温降黏剂在淡水钻井液中具有良好的耐温性和降黏效果。     

南海西部超浅层气田水平井EZFLOW无固相弱凝胶钻井液研究与应用

南海西部L气田埋深浅、地层破裂压力低、泥岩含量高,水平井钻进过程中因泥岩造浆导致钻井液黏度、切力升高,循环当量密度（ECD）升高导致压漏地层问题频发。为此,利用岩心驱替试验结果和软件模拟计算ECD相结合的方法优化了EZFLOW钻井液的流变性,并采用高浓度泥岩造浆的方法优化了其抑制性能,用自制的高压填砂承压仪评价了其承压能力。室内评价试验显示,EZFLOW钻井液低剪切速率黏度为15 000~30 000 mPa·s时,在直接返排渗透率恢复率达到85%以上的前提下,ECD小于地层破裂压力;优化后的EZFLOW钻井液抑制性和封堵性强,能够抗25%现场泥岩侵污。现场应用发现,EZFLOW钻井液表观黏度随井深波动幅度小,ECD附加值最大仅为0.07 g/cm3,钻进及砾石充填过程中均未发生漏失,产气量均超过配产的10×104m3/d,最高达16×104m3/d。研究结果表明,优化后的EZFLOW无固相弱凝胶钻井液能够解决超浅层水平井破裂压力低导致压漏地层和保护储层的问题。      

一种广谱型支状油溶性降黏剂的研制

针对稠油胶质、沥青质含量高,黏度和凝点高,给其开采和运输带来困难的情况,以丙烯酸异构酯、苯乙烯、马来酸酐为聚合单体,甲苯为溶剂,过氧化二苯甲酰为引发剂,制备了一种广谱型支状油溶性降黏剂（YGZ型油溶性降黏剂）,对制备条件进行优化,考察其对多种油品的降黏效果,并对其降黏机理进行初步分析。结果表明：YGZ型油溶性降黏剂的适宜制备条件为：共聚物单体丙烯酸异构酯、马来酸酐、苯乙烯的摩尔比为5:1:3,过氧化二苯甲酰加入量（w）1.0%,反应温度90 ℃,反应时间6 h;该降黏剂可使黏度（50 ℃）为2 106 mPa?s的伊拉克原油黏度下降70.4%;含有支链结构的异构型降黏剂的降黏效果比正构型降黏剂好;该降黏剂具有较好的广谱性,可用于多种稠油降黏。     

油基钻井液用改性锂皂石增黏提切剂

以正辛基三乙氧基硅烷和锂皂石为原料,利用溶胶-凝胶法一步合成了油基钻井液用增黏提切剂改性锂皂石MLap-1,分别利用红外光谱、热重分析、透射电镜和表面润湿性对其单体进行表征,证明其合成成功。通过对改性锂皂石MLap-1单剂评价发现,该剂能够提高油水比为80∶20乳液的乳化效率和破乳电压,在0.3%加量下,乳液破乳电压值达到1200 V以上,使得乳液的表观黏度和动切力由12 mPa·s和0 Pa增大至23 mPa·s和10 Pa,同时能够抗200 ℃高温。以改性锂皂石MLap-1为基础构建的高密度油基钻井液在200 ℃老化后,其动切力维持在4 Pa以上,低剪切速率切力维持在3 Pa以上,破乳电压高于1000 V,滤失量低于5.0 mL,很好地维护了钻井液的悬浮稳定性,保持了良好的乳化稳定性和降滤失效果。为油基钻井液进一步钻探深井、超深井提供了技术支持。      

多功能清洁压裂液F-VES性能评价

针对目前阳离子清洁压裂液存在的成本高、吸附造成的伤害大的问题,研发出了一种小分子阴离子型、抗剪切、低伤害、多功能的环保型清洁压裂液体系,其配方为:4%F-VES+0.5%KCl。室内性能评价结果表明,该压裂液的耐温耐剪切性良好,在80℃的表观黏度为40 mPa.s,在60℃连续剪切70 min后的黏度为67 mPa.s;在常温下与原油混合可迅速破胶,破胶液黏度小于5 mPa.s,表面张力为25 mN/m;静态悬砂速度为0.02～0.04cm/s;对岩心的伤害率为14.5%,比瓜胶压裂液和VES压裂液分别下降了58.6%和45.5%;对支撑剂导流能力的伤害率为9%,较VES压裂液下降了近74%;破胶液的驱油率为65%,与驱油剂WP-1相当。     

高密度油基钻井液降黏剂及其现场应用

高密度油基钻井液稠化的主要原因之一是钻井过程中劣质固相的侵入,特别是低密度固相含量的不断增加。劣质固相经过油基钻井液中的润湿剂、乳化剂作用后使其具有了一定的活性,增强体系的网架结构,导致钻井液的黏度和切力上涨。以月桂酰胺、硬脂酸酰胺和芥酸酰胺为原料,按照质量比1∶2∶1合成了分子链中具有可吸附胺基、酰胺基的多元活性基团的降黏剂CQ-OTA。降黏评价实验表明:CQ-OTA能够将固相含量为48.5%高密度稠化油基钻井液的塑性黏度降低25.0%,静切力降低60.0%,其在油基钻井液中的推荐加量为0.5%～1.5%;在威202HX平台现场应用,能够改善油基钻井液的流变性,提高劣质固相容量限,塑性黏度由53.0 mPa·s下降至40.0 mPa·s,10 min静切力由23 Pa下降至14.5 Pa,保证了高密度油基钻井液顺利钻至目的井深,提高了高密度油基钻井液重复使用效率,降低了钻井成本。      

磺化苯乙烯-衣康酸共聚物超高温钻井液降粘剂的研制

研究了水基钻井液降粘剂磺化苯乙烯-衣康酸共聚物的合成方法。以DMF（N,N-二甲基甲酰胺）为溶剂,苯乙烯、衣康酸摩尔比1．0：1．2,引发剂BPO（过氧化苯甲酰）用量0．6％,溶液共聚温度85℃、时间4h,得到苯乙烯-衣康酸共聚物,化学结构由红外光谱表征。该共聚物与过量20％发烟硫酸在50℃进行磺化反应2h,生成降粘剂。常温下加入0．3%SSHIA（磺化苯乙烯-衣康酸共聚物）使淡水钻井液的表观粘度由107mPa·s降至48mPa·s以下;加入0．3％SSHIA使淡水钻井液在260℃老化16h后,嘉瑚粘摩南59mPa·s降军32mPa·s以下．表明该剂具有良好的耐渴性。