两性离子页岩抑制剂NMHC的合成与评价

以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和对苯乙烯磺酸钠(SSS)合成了一种两性离子页岩抑制剂NMHC,对反应条件进行了优化并对其性能进行了测试评价。结果表明,最佳反应条件为:摩尔量比AM∶DMDAAC∶SSS=7∶2∶1,p H=6,反应温度45℃,引发剂用量为单体总量0.8%。NMHC能够大幅度提高岩屑回收率、降低粘土膨胀率,具有较强的抑制能力,同时具有较强的抗温和抗盐能力。     

泥页岩抑制剂ADAN的合成及评价

以丙烯酰胺(AM)为主体,与阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)及2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)反应,合成了一种两性离子泥页岩抑制剂ADAN,并对其进行了性能评价。结果表明,合成实验最佳条件为:4种单体AMPS、DMDAAC、AM、NVP质量比为2∶1∶6∶1,单体浓度为15%,引发剂浓度0.05%,反应温度50℃。在此条件下,合成产品ADAN不仅具有较强的抑制性,还具有良好的抗温、抗盐和降失水性能。     

两性离子抑制剂的合成及性能

以二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、甲基烯丙醇（MP）以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS） 3种单体为原料,采用水溶液聚合法合成出了一种低分子量、线型、两性离子共聚物,并采用FTIR、SEM、乌式黏度计、凝胶色谱仪对其进行了表征。考察了引发剂的加量、单体的总浓度、单体的摩尔比、反应的温度、反应时间对其抑制性能的影响。结果表明最佳反应条件为：引发剂为4%,单体总质量分数为30%,单体间摩尔比率为AMPS∶DMDAAC∶MP=4∶3∶4,反应温度为65℃,反应时间为7h。采用线性膨胀率、滚动回收率考察了产物的抑制性,并与XY-27、SIAT、聚合醇进行了比较。结果表明共聚物的抑制性优于XY-27、SIAT和聚合醇。采用XRD、zeta电位从微观角度考察了其作用机理,结果表明：共聚物能够减小膨润土晶层间距,压缩其扩散双电层。将抑制剂加入钻井液体系,考察了体系的流变性、滤失性、抑制性,结果表明该抑制剂具有良好的配伍性和抑制性。     

新型水基钻井液用页岩抑制剂LSM-2的合成及性能评价

采用水溶液聚合法,以小分子胺(HA-2)、丙烯基单体(HA-3)、环氧丙烷(PO)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,合成了一种新型两性离子聚合物页岩抑制剂LSM-2,考察了该抑制剂对页岩滚动回收率、膨润土膨胀率、基浆粒度分布、泥页岩压入硬度及现场钻井液性能的影响。结果表明:合成的抑制剂LSM-2具有较好的抑制性能,当质量分数为2.0%时,泥页岩钻屑的滚动回收率能够达到90%以上,膨润土的16 h线性膨胀率降至10.9%,基浆颗粒比表面积比未加LSM-2时降低了87.5%,压入硬度保留率可以达到75%以上;LSM-2与现场钻井液体系的处理剂具有良好的配伍性,随着LSM-2质量分数的增加,体系流变性和滤失量变化较小,钻屑滚动回收率显著增大,能够较好地抑制钻屑的水化分散作用,提高了目标区块泥页岩储层段水基钻井液体系的抑制性。     

含膦酸基两性离子共聚物的合成及性能研究

以丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）、N-(3-甲基丙烯酰胺基丙基)-N,N-二甲基十六烷基溴化铵（NADA）以及1-二甲胺基烯丙基膦酸（DMAAPA）为原料,制备了一种水溶性两性离子共聚物驱油剂（ANND）,对其进行了FTIR结构表征,考察了NADA与DMAAPA的加量和配比、引发剂加量、温度对共聚物特性黏数的影响,探究了共聚物的耐盐、抗温、流变等性能。结果表明：聚合物ANND具有良好的水溶性;在相同条件下,与HPAM溶液进行对比,共聚物ANND溶液在剪切速率500 s-1下的黏度保留值为28.46 mPa·s,而1000万分子量的HPAM的为23.1 mPa·s;当温度为100 ℃,剪切速率为170 s-1时,ANND黏度为40.48 mPa·s,而HPAM溶液的为31.31 mPa·s;在80 ℃下老化10 d后,其黏度保留率为38%,高于同等条件下HPAM溶液的17%;在抗盐性实验中,2000 mg/L共聚物ANND溶液在质量浓度为30000 mg/L的NaCl,2000 mg/L的MgCl2和CaCl2溶液中的表观黏度分别为28.9、32.1和30.7 mPa·s,优于HPAM的9.8、17.7和16.3 mPa·s。在模拟驱油实验中,ANND的采出率为55.67%,与水驱相比,能够提高原油采收率达14.30%;与HPAM相比,提高原油采收率6.73%。     

聚醚胺页岩抑制剂抑制性能研究

以聚醚胺为钻井液用页岩抑制剂,通过相对抑制率实验、抑制膨润土造浆实验考察了其页岩抑制性能.结果表明,聚醚胺浓度越大,相对抑制率越高,浓度大于0.5％时,相对抑制率不再变化,抑制性能优于5％ KCl.抑制膨润土造浆实验中,浓度越高,动切力越小,抑制造浆能力越强.加入聚醚胺的泥浆在100～180 ℃下老化16 h后,相对抑制率均在90％以上,抗温性能良好.加入不同浓度的NaCl(1％～36.5％)或CaCl2(1％～5％)老化16h后,流变参数变化不大,相对抑制率均在95％以上,抗盐性能良好.     

两性离子聚合物钻井液处理剂的研究与应用

两性离子聚合物因其独特的分子结构和良好的应用性能,近几年在石油工业中的应用日益增多。两性离子聚合物包被剂FA 367及降粘剂XY 27为主体,并配合其它种类的辅助处理剂,开发出满足不同类型地层特点和钻井工程要求的种钻井液体系。本文通过阴离子AM PS（2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸）和阳离子DM C（甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺）进行聚合反应生成两性离子聚合物。实验表明,该研究产物具有较高分子量和粘度,在粘土抗盐性方面具有较高的抑制能力,在增强钻井液体系的抑制性,控制地层造浆、保特钻井液的低固相含,防止井塌实现井壁稳定,降低井径扩大率,防止事故和减少井下复杂情况的发生,改善钻井液流变性,充分发挥喷射钻井效益,提高钻井速度及保护油气层诸方面,都见到了显著效果。     

有机胺类页岩抑制剂的合成及评价

以氯乙酸和二乙烯三胺为原料,经取代反应合成有机胺类页岩抑制剂,通过测定防膨率来判定其抑制效果。当反应物氯乙酸和二乙烯三胺的物质的量之比为2∶1,在温度75℃下反应4 h,此时得到的有机胺类页岩抑制剂抑制效果最佳。当页岩抑制剂的浓度为2%时,测得产物的防膨率达到91%。将页岩抑制剂与无机盐KCl复配,来增加其抑制性能。在页岩抑制剂浓度为1%,KCl浓度为4%时,防膨率达到94%。通过岩屑回收率实验得出,合成出的页岩抑制剂效果与国外ULTRAHIB产品的抑制性相接近。     

钻井液用两性离子共聚物HTB的合成与性能研究

采用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、丙烯磺酸钠(AS)、丙烯酰胺基三甲基丙基氯化铵(AMPTA)共聚合成了一种钻井液处理剂。研究了pH值、引发剂、单体浓度、聚合温度对钻井液性能的影响，最后得出了优化配方。在此基础上合成的两性离子共聚物不仅具有很好的降失水效果和抗温抗盐性，而且有较强的抑制页岩水化膨胀能力。     

Synthesis of an amphoteric polymer as a high-temperature-resistant shale stabilizer in water-based drilling fluids

To meet the increasing requirement of stabilizing shale under high-temperature situation with the use of water-based drilling fluids (WBDFs), the high-performance shale stabilizer is an urgent need. In this study, an amphoteric copolymer of AM/DMDAAC/NVP (APC) was synthesized by acrylamide (AM), dimethyl diallyl ammonium chloride (DMDAAC), and N-vinylpyrrolidone (NVP) and used as a high temperature-resistant shale stabilizer. The Fourier transform infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance spectroscopy confirmed the successful synthesis of APC. The inhibitive performance of APC was systematically evaluated and compared with three other commonly used shale stabilizers, including the anionic potassium polyacrylamide (KPAM), cationic poly dimethyl diallyl ammonium chloride (PD), and amphoteric polymer FA367. The results demonstrated that APC displayed excellent performance on the linear swelling test, hot-rolling recovery experiment, and shale immersion test. Furthermore, APC combined the advantages of high shale recovery percentages of PD and maintaining shale pellet integrity of KPAM, avoiding the drawbacks of enormous filtration volume of PD and low shale recovery percentages of KPAM. These great properties indicated that APC would be suitable as a shale stabilizer in WBDF to drill high-temperature shale formation.     

新型有机胺页岩抑制剂的合成及性能研究

用三乙醇胺和溴乙烷为原料合成了一种新型有机胺页岩抑制剂:三羟乙基乙基溴化铵。采用单因素法考察了三乙醇胺和溴乙烷的摩尔比例、反应温度和反应时间对产率的影响,确立了最优反应条件:三乙醇胺和溴乙烷摩尔比为1∶1.4,反应温度为55℃,反应时间为20 h。产物经红外光谱表征,证明为目标产物。采用线性膨胀率实验、粒度分布实验、页岩滚动回收实验等方法对三羟乙基乙基溴化铵进行了抑制性能评价,证明其抑制性能良好。     

新型有机胺页岩抑制剂的合成及性能研究

用三乙醇胺和溴乙烷为原料合成了一种新型有机胺页岩抑制剂:三羟乙基乙基溴化铵。采用单因素法考察了三乙醇胺和溴乙烷的摩尔比例、反应温度和反应时间对产率的影响,确立了最优反应条件:三乙醇胺和溴乙烷摩尔比为1∶1.4,反应温度为55℃,反应时间为20 h。产物经红外光谱表征,证明为目标产物。采用线性膨胀率实验、粒度分布实验、页岩滚动回收实验等方法对三羟乙基乙基溴化铵进行了抑制性能评价,证明其抑制性能良好。     

两性聚合物絮凝剂的合成和性能测试

研究了两性聚合物AANa—MATMC的合成和它的性能。首先合成阳离子聚合物AM—MATMC,其合成优化条件：n（AM）：n（MATMC）：9：1;温度55℃;引发剂的用量为单体总质量的0．05％：聚合时间为7h。阳离子聚合物AM—MATMC部分水解得到两性聚合物AANa—MATMC,部分水解条件是温度60℃,时间90min,n（碳酸钠）：n（丙烯酰胺基团）=1：8,产物的收率为98．2％。性能测试结果发现：经其处理过的污水的化学需氧量、透光率及污泥滤饼含水量等指标优于国内同类产品,与进口阳离子聚丙烯酰胺比较其污泥滤饼含水量小,显示出优良的絮凝性能。     

两性双子表面活性剂的合成及性能评价

通过磺化、季铵化和酯化三步反应合成了季铵盐磺酸(盐)型双子表面活性剂,该表面活性剂的水溶液最低表面张力为28.0 mN/m,临界胶束浓度为0.8 mmol/L,等电点pH为7.5～10.0。考察了其发泡性、乳化性等,结果表明,该目标物具有较高的表面活性和较好的乳化效果。     

聚环氧苯乙烷磺酸聚醚两性高分子的合成与表征

以环氧苯乙烷(SO)为单体合成了不同分子量的预聚体聚环氧苯乙烷(PSO),再分别与不同比例浓硫酸进行磺化,得到一系列不同磺化度的阴离子-非离子两性高分子聚环氧苯乙烷磺酸聚醚(SPSO)。结构表征结果表明,PSO的分子量为4030到4950,随着引发剂量的减小,分子量呈递增趋势;SPSO除苯环部分磺化外,主链部分也发生磺化,且主链磺化趋势大于苯环,主链磺化度为200%,其总磺化度范围为287%到365%,随着浓硫酸量的增多总磺化度相应增大。     

新型两性高分子污泥脱水剂PADS的合成及其表征

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为单体,采用三元自由基水溶液共聚法合成两性污泥脱水剂P(AM-DAC-SMAS),简称为PADS。利用响应面法考察了三元单体配比、引发剂含量、反应温度、反应时间、pH等对PADS合成的影响。结果表明,最佳合成条件为:单体配比n(AM)∶n(DAC+SMAS)=4.00∶1,引发剂质量分数为0.1%,反应时间3 h,反应温度40℃,体系pH值为6.5,搅拌速度为150 r/min。当PADS的投加量为7 mg/g干泥时,污泥达到最佳脱水效果,污泥含水率W_c可由98.56%降为75.05%,污泥比阻SRF由2.98×10~(13)m/kg降为1.23×10~(13)m/kg。     

新型两性高分子污泥脱水剂PADS的合成及其表征

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为单体,采用三元自由基水溶液共聚法合成两性污泥脱水剂P(AM-DAC-SMAS),简称为PADS。利用响应面法考察了三元单体配比、引发剂含量、反应温度、反应时间、pH等对PADS合成的影响。结果表明,最佳合成条件为:单体配比n(AM)∶n(DAC+SMAS)=4.00∶1,引发剂质量分数为0.1%,反应时间3 h,反应温度40℃,体系pH值为6.5,搅拌速度为150 r/min。当PADS的投加量为7 mg/g干泥时,污泥达到最佳脱水效果,污泥含水率W_c可由98.56%降为75.05%,污泥比阻SRF由2.98×10⁽¹³⁾m/kg降为1.23×10(13)m/kg降为1.23×10⁽¹³⁾m/kg。