超支化聚合物的制备及现场应用

为提高现有线性聚合物的综合性能，采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合反应链转移剂（RAFT）可控聚合方式合成水溶性超支化聚合物产品，利用凝胶渗透色谱得到产物的分子量为300万，在150、180和200℃下分别高温老化16和48 h，老化前后的黏度保持率远高于线性聚合物；超支化聚合物在淡水基浆中抗温达220℃，盐水和复合盐水基浆中抗温可达到180℃，降滤失性能优于常规线性聚合物。超支化聚合物产品在顺北16X井现场应用中发挥了较好的低黏提切特性、抗剪切性能和较强的抗温、抗Ca2+及CO32-污染能力突出等优点，有效解决了高温深井、小井眼和CO2、盐水污染带来的一系列钻井液问题。     

新型抗高温钻井液降滤失剂FLA的研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等乙烯基单体为基本原料,合成出新型抗高温多元聚合物降滤失剂FLA。实验表明,FLA在3％钠膨润土基浆中的抗温能力达220℃,可抗盐至饱和,抗5％6CaCl_2,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外同类产品。     

抗温抗盐乳液聚合物降滤失剂HT-PL合成与评价

为了获得抗盐(主要是Ca~(2+)、Mg~(2+))抗高温(220℃)乳液类降滤失剂,本文以烯类单体为主要原材料采用反相乳液聚合法获得一种乳液类抗高温抗盐乳液聚合物HT-PL,并对其进行抗温、抗盐降滤失性能的评价。结果表明,HT-PL在复合盐水中和饱和盐水中滤失量均可控制在10.0mL以下。在加量1%的情况下,对基浆流变性能几乎不影响,明显优于对比样品。在加量3%的情况下,200℃/16h后饱和盐水和复合盐水浆滤失量分别为9.0mL和10.0mL。     

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。     

双酯化改性淀粉降滤失剂的研究与应用

针对常规改性淀粉黏度效应大、抗温能力差的缺点,采用酯化改性方式,以醋酸酐、三偏磷酸钠和玉米淀粉为原材料,合成出一种双酯化改性淀粉降滤失剂BZ-JLS,该产品具有良好的分散性和降滤失效果。室内研究结果表明,在150℃老化16 h后,加入1.5% BZ-JLS的基浆常温中压滤失量仅为9.4 mL,而且BZ-JLS具有良好的抗盐抗钙能力,生物毒性、生物降解性及金属含量等均符合环保指标。BZ-JLS在大港油区现场试验1口井,现场应用表明,BZ-JLS与淡水、盐水钻井液均具有良好的配伍性,钻井液黏度变化低,滤失量降低明显。      

抗高温改性淀粉FSL在高温井段的现场应用

抗高温改性淀粉FSL综合性能的充分发挥得益于性能优异的聚合单体、单体分子量的控制、位阻基团的贡献以及吸附水化基团的作用，为改性淀粉提供了性能保障。为了验证抗高温改性淀粉FSL的抗温性能，将该产品应用于CSH1井和AF1井高温井段。CSH1井应用井段为8154~8380 m，井底温度为187℃。在加入2%产品充分循环后，钻井液黏度基本保持不变，且高温高压滤失量明显降低。AF1井应用井段为5713~5810 m，井底温度146℃。在加入1%产品充分循环后，高温高压滤失量有较大降低，且对流变性无影响。在2口井的高温井段均表现出优异的降高温高压滤失性能及高温稳定性。抗高温改性淀粉FSL系列产品表现良好的实际应用效果，具有广阔的应用前景。      

水基钻井液降滤失剂HRS的制备与性能研究

淀粉与丙烯酰胺在硫酸铈铵/过硫酸钾氧化还原引发剂作用下反应得到淀粉丙烯酰胺接枝物,再添加一种抗氧剂复配制备了水基钻井液降滤失剂HRS,研究了HRS在盐水浆中不同温度下的滤失性能、抗钙、抗镁能力及产品的生物毒性和生物降解性。研究结果表明:产品在150℃使用环境中抗盐至饱和,抗Ca²⁺至2300 mg/L,抗Mg²⁺900 mg/L。此外,HRS低毒易降解。     

抗温耐盐降滤失剂JHLA的研究

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酸等为基本原料合成出了新型抗温耐盐三元共聚物降滤失剂——JHLA。试验结果表明,JHLA在淡水浆与盐水浆中均具有良好的抗温耐盐性能;引入JHLA后形成的新PLUS/KCl体系抗温能力和高温高压降滤失性能明显提高,并具有良好的抗盐抗钙性能,抗氯化钠达15%,抗氯化钙达1.0%。     

交联羧甲基淀粉降滤失剂的制备与性能评价

为获得耐温性能优良的淀粉降滤失剂,以玉米淀粉为原料、氯乙酸为羧甲基化试剂、环氧氯丙烷为交联剂,制得复合变性淀粉降滤失剂CCMS。通过红外光谱对CCMS的结构进行了表征,研究了CCMS的降滤失性能和耐温耐盐性。结果表明,CCMS的降滤失性能良好。随CCMS加量的增大,基浆的API滤失量降低;随基浆盐加量增大,基浆的API滤失量增加,当CCMS加量为1.5%时,淡水基浆、4%盐水基浆和饱和盐水基浆的API滤失量分别为6.8、7.8和8.6 mL。CCMS可抗160℃高温。在含40%CaCl_2的淡水基浆中,CCMS仍具有较好的降滤失作用,基浆的API滤失量为9.1 mL。CCMS能明显提高PLUS/KCl钻井液的抗温能力和高温高压降滤失性能,与国外同类产品的性能接近。     

钻井液降滤失剂聚合醇PEA的研制与评价

合成出了一种用作钻井液降滤失剂的新聚合醇类产品——PEA。介绍了丙三醇与环氧氯丙烷的聚合产物PEA的最佳合成条件：ECH与丙三醇的物质的量比为1．0：1．0；碱与ECH的物质的量比为1．2：1．0；溶剂为丙酮，催化剂为氯化铝。评价了聚合醇PEA在淡水浆、4％盐水浆和MMH正电胶井浆中的降滤失效果。实验结果表明，聚合醇PEA可以用作水基钻井液的降滤失剂，而且PEA在4％盐水浆中的降滤失效果好于其在淡水浆中的降滤失效果，加量大于40．0g／L时，在淡水浆中降滤失率大于84％，表观粘度有所增加，滤饼质量得到改善，在4％盐水浆中降滤失率大于89．1％，表观粘度有一定增加，但增加幅度小于淡水浆；在淡水浆中，PEA在高温高压下仍有良好的降滤失效果，可以抗120℃的高温；PEA可用于正电胶钻井液，并与其它多种处理剂配伍性较好。     

钻井液用改性淀粉制备与应用

对淀粉醚化产物和淀粉接枝改性产品的性能、生产工艺和应用进行了介绍。淀粉改性产物包括淀粉醚化产物和接枝共聚产物,淀粉醚化产物是一种抗盐性能好的钻井液处理剂,适合用作饱和盐水钻井液降滤失剂,其缺点是抗温能力差,而淀粉接枝共聚产物不仅具有良好的抗盐性能,且抗温能力大大提高,可用于各种类型的水基钻井液。     

抗高温耐盐增黏剂及其无固相钻井液体系研究

选用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、单体X为主要单体,合成出钻井液用抗高温耐盐增黏剂BDV-200S。研究了BDV-200S的分子结构、分子量及其分布、耐热性能,通过高温流变性能测试、高温老化黏度保留率性能测试、高温老化浆体悬浮重晶石实验和井底动态循环模拟实验等测试方法,表征了增黏剂BDV-200S的抗温性能及热稳定性能,并考察了120℃、150℃、180℃等不同温度下其与同类产品在无固相钻井液中的应用性能。结果表明,BDV-200S为目标聚合物;重均分子量近200万且分布集中;抗温能力良好,180℃高温老化16 h后黏度保留率大于45%,且浆体颜色仍呈乳白色,无大量重晶石沉淀,高温悬浮能力较好;经过180℃井下4个循环周模拟实验后黏度保留率大于50%;抗盐性能较好,随着盐含量增加至饱和,增黏剂在盐水中的黏度保留率保持为25%;在中高温及高温无固相钻井液体系中应用良好,经180℃老化后黏切性能保持率较高,常温中压滤失量为5.0 mL,150℃高温高压滤失量为19 mL,性能优于国内外同类产品。      

水基钻井液用改性玉米淀粉降滤失剂的合成

以4％黏土淡水基浆50℃滤失量降低率为测定指标，用正交设计实验方法考察了制备醚化淀粉的工艺。特别是溶解NaOH用的水量和分散剂异丙醇的用量．最佳合成配方和条件如下：玉米淀粉8．1g，NaOH12g。水16mL，丝化温度40℃．丝化时间1．5h，氟乙酸11．5g，异丙醇180mL，醚化温度50℃，醚化时间3h。在该合成条件下制得的羧甲基淀粉在加量2％时降滤失率约46％，抗盐、抗钙性能较好，90～130℃抗温性测试结果表明具有一定抗温能力。 图2表4参5。     

水基钻井液用抗高温降滤失剂的合成及性能评价

针对牛东区块钻探过程中使用的抗高温降滤失剂价格高、增加生产成本的问题,开发了高温性能稳定且成本相对低廉的钻井液用抗高温降滤失剂BZ-HTF。用单因素实验法优选出最优合成参数:单体浓度为30%,反应时间为4 h,反应温度为55℃,引发剂用量为0.10%,AM、AMPS和IA质量比为42∶40∶18,水解度为30%。BZ-HTF抗温达220℃,且性能稳定;在淡水、盐水、复合盐水和饱和盐水基浆中均具有较好的降滤失能力,且对钻井液黏度、切力影响不大;与国外产品Driscal D性能相当,但商品估价只有其四分之一,具有较好的发展前景。     

钻井液降黏剂分子中离子基团对其降黏效果的研究

为深入研究聚合物降黏剂分子结构与性能的关系，文章以丙烯酸、苯乙烯磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵为单体，采用自由基聚合法，制备了聚合物DMAA、聚合物DMSS和聚合物DMAD三种降黏剂。研究了三者在淡水、盐水基浆中的降黏效果与耐温抗盐性能；采用流变性测试与电位测试相结合的方法，分析了降黏剂分子中羧基、磺酸基、季胺盐等离子基团在不同基浆中作用效果。结果表明，上述降黏剂均能有效降低钻井液基浆的黏切。具体来看，分子链中含有大量羧基的DMAA在淡水浆中的降黏作用优于DMSS和DMAD,其在淡水浆中180℃老化后的降黏率达86%,对表观黏度和动切力的降低率分别达69%和95%,且其降黏效果受高温老化(180℃)的影响较小，抗温性能优良；由于两性离子降黏剂DMAD的分子内存在离子键，具有更强的抗盐能力，所以其在盐水浆中的降黏效果最好，180℃老化后，DMAD对盐水浆的降黏率达69%,对表观黏度和动切力的降低率分别达67%和78%。     

淀粉—磺甲基化聚丙烯酰胺共聚物的合成及其在钻井泥浆中的应用

报道了淀粉接枝磺甲基化聚丙烯酰胺共聚物(S-g-SPAM)的合成及其在钻井泥浆中的应用性能。泥浆试验表明,该产品用于淡水、4％盐水和饱和盐水泥浆时,在常温或150℃下均有很好的降失水效果,并具有良好的抗钙污染能力。同样加量下,S-g-SPAM的降失水性能优于羧甲基淀粉(CMS)。     

无土相高密度饱和盐水钻井液用降滤失剂的研究

针对当前石膏层、盐膏层和高压盐水层所用高密度饱和盐水钻井液土相堵塞、污染油气储层,高温导致黏度失控和大量磺化材料的使用使体系呈强凝胶状态,流变性优控不能解决的问题,通过合成改性淀粉和合成聚合物研制了具有"互穿聚合物网络"的无土相高密度饱和盐水钻井液用降滤失剂BH-HSF。BH-HSF抗温可达150℃,抗Ca、Mg可达4000 mg/L,在高密度无土相饱和盐水钻井液中,API滤失量低于4.0 mL,对加重材料悬浮能力强,静置后无硬沉,并可优化体系流变性,克服现用钻井液流变性优控不能解决的缺点。BH-HSF与同类国际先进产品HT-Starch性能相当,且与其他钻井液处理剂配伍性良好。      

淀粉衍生物PHPS的合成与性能

以工业玉米淀粉为原料，在氢氧化钠存在下，以氯代磷酸酯为醚化剂，合成了３—磷酸酯基—２—羟基丙基淀粉醚。经室内钻井液性能评价，认为该产品具有良好的抗盐抗钙降滤失能力，适用于淡水、盐水和饱和盐水钻井液。     

高温高密度钻井液完井液体系室内研究

为了开发深部的油气藏，在钻井作业中需要使用性能更为优良的加重钻井液完井液，研制了一种新型的抗高温高密度水基钻井液体系。该体系用海泡石配成基浆，添加多种抗高温处理剂而复配成几种不同配方，从中选出一种配方作进一步的性能评价试验。试验表明，它具有较好的热稳定性（抗温180℃）、抗盐性（20％）、抗钙性（3％）以及良好的流变性等特点，基本上能满足深井、超深井等复杂地层的钻井要求。     

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。