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％。     

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。     

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。     

用花生壳提取物制备钻井液降滤失剂

用花生壳提取物与苯酚、甲醛、亚硫酸盐等经浓缩聚集、磺化工艺制得了一种钻井液降滤失剂。初步评价了合成产物与钻井液配伍的降滤失性能。结果表明，这种降滤失剂具有良好的抗温、抗盐及高温高压降滤失效果。     

新型降滤失剂CBF的制备与性能评价

羧甲基淀粉(CMS)作为钻井液降滤失剂使用时,存在不耐高温,抗剪切能力差等不足。本文以羧甲基淀粉为骨架,通过接枝单体丙烯酰胺AM和2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸AMPS合成得到了改性羧甲基淀粉。采用Design-Expert软件BBD模块相应面法对合成条件进行了优化,得到最佳合成条件为:羧甲基淀粉与混合单体(AM与AMPS的摩尔比为3:1)质量比为4.59:1、引发剂(硝酸铈铵/过硫酸钾)加量为6.2×10-3mol/L、反应温度为61℃、反应时间为2.3h。并以改性羧甲基淀粉为主剂,与成膜剂以2:1(质量比)的比例复配得到新型降滤失剂CBF。室内评价表明,CBF在淡水、盐水钻井液中均具有良好的降滤失效果,在盐水钻井液中加量为2%时,钻井液的API滤失量降为6.6mL;抗盐、抗钙能力强,抗NaCl至饱和,可抗8%CaCl2污染;具有较好的抗温性,在盐水钻井液中可耐150℃高温。     

三元共聚降滤失剂的室内研究及评价

降滤失剂是钻井液的重要处理剂.考察了单体配比、引发剂加量对共聚物降滤失性能及表观粘度的影响,最佳反应配比为DMDAAC:AM:AA=1:11:8,最佳引发剂加量为单体质量的1%.CaO加量为单体质量的3%,反应温度为60℃,时间为4h,pH为7.所合成的聚合物在淡水泥浆中加量为0.4%时,API失水量为9.9;在120℃高温下老化16 h后降失水变化不大.在岩心回收率试验中,3%的加量相对回收率为91.73%.     

抗温抗盐降滤失剂MFC的合成与使用条件

以膨化淀粉、腈纶废丝为原料，合成了抗温盐降滤失剂ＭＰＣ，讨论了合成条件对ＭＦＣ性能影响，确定了ＭＦＣ在钻井液中的使用条件，实验结果表明，在膨化淀粉：水解聚丙烯腈：高温稳定剂＝２．５：１．５：１，水解聚丙烯腈的制备配方为ＮａＯＨ；腈纶废丝：水＝０．７：１；５的和上得到的ＭＦＣ产品性能最佳；ＭＦＣ在温度１５０℃以下、ｐＨ＝８－１０的淡水、盐水、饱和盐水泥浆中均有良好的降滤失效果。     

新型抗高温抗污染降滤失剂DY—1的研制及性能评价

以烯类单体，磺化剂为主要原料，合成了新型钻井液降滤失剂ＤＹ－１，考察了该降滤失剂的性能，室内实验结果表明，ＤＹ－１的降滤失作用强，具有良好的抗温，抗污染性能，可用于深井泥浆，（饱和）盐水泥浆和海水泥浆。     

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。     

新型耐高温油井降失水剂的合成与性能评价

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和一种具有特殊结构的磺酸基单体(TS)为原料,过硫酸氨为引发剂,合成了新型抗高温抗盐油井水泥降失水剂FR。利用红外光谱、核磁共振、热重分析表征降失水剂FR的结构及热稳定性,评价了含降失水剂FR的水泥浆的降失水性能、抗温性能、抗盐性能、稠化时间等工程性能。结果表明:丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和磺酸基单体(TS)有效聚合到降失水剂FR中;该降失水剂耐温性能和控制失水性能良好,可在90~200℃内使用,当温度为200℃、FR质量分数为1.0%时,水泥浆体系失水量为48 mL;降失水剂FR耐盐性能良好,可在含有25% NaCl的水泥浆体系中使用,并控制其失水量为24 mL;降失水剂FR适应性良好,可应用于不同品牌的水泥中,对水泥浆流变性、水泥石抗压强度等无不良影响。采用化学分析、扫描电镜等手段研究了降失水剂FR的黏弹性吸附层理论的作用机理:高分子通过电荷作用吸附到带正电的水泥颗粒上,形成一层可压缩的黏弹性吸附层,在失水的压差作用下,吸附层被挤压并填充到水泥颗粒间的空隙中,从而有效、牢固地堵塞了失水通道、降低了滤饼渗透率。该理论能合理解释吸附增黏类降失水剂的作用机理。     

改性腐植酸油基降滤失剂的两步法合成与性能评价

以腐植酸为原料,采用酰氯化-酰胺化两步法在40℃下反应4h合成改性腐植酸油基降滤失剂,并通过红外光谱对改性腐植酸进行了表征。在最佳加量下,其中温中压滤失量低于2mL、高温高压滤失量低于8mL。该降滤失剂抗160℃高温,在20%(w)CaCl_2或10%(w)NaCl盐污染条件下,能保持较低的滤失量。     

耐高温油井水泥降失水剂的合成及性能

采用自由基聚合法,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和乙烯基吡咯烷酮(NVP)为共聚单体,合成了油井水泥降失水剂.结果表明,在反应温度为40℃,NVP质量分数为3%,引发剂过硫酸铵及亚硫酸氢钠质量分数为0.08%的条件下,所合成降失水剂具有较好的耐温、耐盐性能.     

海水水泥浆用分散型降失水剂的制备及性能

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、马来酸酐(MA)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)、烯丙基聚乙二醇(APEG)为单体合成了一种四元共聚物降失水剂AMDA,采用FTIR、失水仪等手段对其进行表征,考察了降失水剂AMDA配制的海水水泥浆的性能,并与降失水剂ADM(AMPS/DMAM/MA)的性能进行对比,探讨了降失水剂AMDA的吸附机理。表征结果显示,所制备的产物即为目标产物,在高温条件下具有良好的热稳定性。实验结果表明,降失水剂AMDA加量为3%(w)时,API失水量为44 m L,流动度达250 mm,明显优于降失水剂ADM(60 m L,220 mm);降失水剂AMDA通过吸附机理作用达到控失水目的,在海水水泥浆体系中应用前景良好。     

海水水泥浆体系降失水剂LTF-100L的合成及性能

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、不饱和双羧基单体和不饱和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵为原料合成了一种新型降失水剂(LTF-100L)。利用FTIR、GPC、流变测试和稠化实验等分析了LTF-100L的结构,考察了它在海水水泥浆中的性能。表征结果显示,LTF-100L为目标产物,M_w=4.3×10~5,M_n=3.5×10~5,M_w/M_n=1.25。在海水水泥浆体系中,当LTF-100L用量为3%(w)(基于水泥浆质量)时,水泥浆流性指数为0.909,稠度系数仅为0.153。LTF-100L能改善海水配浆过程中易触变和易增稠的问题,避免水泥浆体系在低温稠化实验中出现鼓包和包芯的现象,具有良好的停开机稠度稳定性。含LTF-100L的水泥浆早期强度发展较快,能满足固井施工要求。     

钻井液用降粘降滤失剂MGBM-1的研制

以木质素磺酸盐为主要原料，通过甲醛缩合反应，烯类单体接枝共聚合反应，金属离子络合反应及磺化剂磺化反应等一系列化学改性处理工艺，合成了兼具降粘，降滤失作用的新型钻井液处理剂MGBM－1，室内性能评价结果表明，MGBM－1具有明显的降粘和降滤失效果，在其加量为0．5％时，表面粘度下降50％，滤失量下降51％，动切力下降80％，静切力下降幅度更大；抗盐能力优于FCLS，具有较好的热稳定性，岩心滚动回收率高于FCLS。并从分子作用基团角度对MGBM－1的作用机理进行了探讨。     

干粉速溶型水泥降失水剂的研制及应用

针对目前干粉降失水剂水溶性差,溶胀时间长,稳定性差,影响水泥浆性能的均匀性,不可能以湿混的方式进行施工的问题,通过选择含有磺酸基、酰胺基、烷基、羧基的单体,以过氧化物作引发剂在水溶液中共聚,合成了聚合物DSJ。DSJ具有良好的滤失控制性能,失水控制稳定(100 mL以下),同时有较好的水溶性,常温自然状态下溶解仅需150 min;温度适应范围广(常温-120℃),耐盐20%;与各种水泥配伍性好,稠化时间可调,有较高的抗压强度和较高的抗污染能力。在海拉尔探井上应用表明,DSJ在降低运输费用,防油气浸、窜等方面均取得了较好的效果,从而有效地保证了固井质量。     

高性能纳米降滤失剂氧化石墨烯的研制与评价

以天然鳞片石墨为原料,通过改进的Hummers法制备了具有单层或多层平面薄膜结构的氧化石墨烯纳米材料降滤失剂,并借助红外光谱、X射线衍射、热重分析、透射电镜等手段进行了化学结构和微观形貌表征。通过API滤失实验研究了氧化石墨烯的降滤失性能,与目前现场常用的几种降滤失剂进行比较后的结果表明,氧化石墨烯由于其纳米尺度分散的特性在较低浓度下即具有较强的降滤失性能,优于传统的降滤失剂。通过氧化石墨烯与膨润土和羧甲基纤维素的复配实验发现,氧化石墨烯作为一种封堵类降滤失剂,无需膨润土的存在就可起到优异的效果;通过与增黏剂类处理剂的复配可以在节约成本的基础上进一步提高降滤失性能;通过粒度分析发现,氧化石墨烯的横向粒径越大,降滤失效果越好,而制备大横向尺度氧化石墨烯的关键在于选择低目数的鳞片石墨作为原料。