抗温抗盐改性淀粉降滤失剂的合成与性能研究

淀粉作为一种天然高分子,是一种环境友好的天然改性材料.改性淀粉降滤失剂可以使钻井液在井壁上形成薄而致密的滤饼,有效降低钻井液的滤失量,稳固井壁.本文以酸解羧甲基淀粉为原料,丙烯酰胺(AM)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、三羟乙基烯丙基氯化铵(THAAC)为单体,采用接枝共聚合成了改性淀粉降滤失剂CAS-ANT,并对其结...     

油基改性腐植酸降滤失剂的制备及性能评价

采用腐植酸与改性剂进行反应,制备用于油基钻井液的抗高温降滤失剂。通过多组单因素实验考察了改性剂种类、反应配比、反应温度、反应时间对产品的影响,结果表明最佳改性产品的制备条件为:腐植酸与N2改性剂的质量比11∶4,温度180℃,时间8 h;产物的红外谱图证实改性反应成功。室内评价该油基降滤失剂的适宜加量为3%,150℃高温高压滤失量为13 mL,综合性能优于沥青类降滤失剂。     

油基钻井液用腐殖酸类降滤失剂的研制与性能评价

使用有机胺对腐殖酸进行亲油改性,研制出一种适合油基钻井液用的腐殖酸类降滤失剂FLA180。室内性能评价表明,采用4%FLA180配制的密度为2.0 g/cm3油包水乳化钻井液在180℃高温下中压滤失量为0 mL、高温高压滤失量为9 mL;具有较强的抗钻屑和盐污染能力;同时该降滤失剂具有降粘作用,有利于提高机械钻速,适用于高温高压深井。通过性能比较,该降滤失剂降滤失性能优于国内主要应用的油基降滤失剂性能。     

改性腐植酸合成油基钻井液降滤失剂研究

采用有机胺对腐植酸进行改性,用作油基钻井液降滤失剂,以替代沥青类产品,有利于提高机械钻速和保护环境。探索了合成产物性能的影响因素,并评价了其在油基钻井液中的性能。结果表明,改性腐植酸降滤失剂合成条件为:腐植酸与有机胺H60B配比15∶6,反应温度190℃,反应时间8~9 h。改性腐植酸降滤失剂具有良好的降滤失效果,在加量为3%时,150℃高温高压滤失量为6.8 mL,好于沥青类降滤失剂,并且对钻井液流变性影响较小。     

以挤压膨化氧化法制备石油钻井液降滤失剂的研究

对石油钻井液降滤失剂的改性淀粉合成方法进行研究,探讨合成改性淀粉的最佳工艺技术,以及相应的方法对石油钻井液降滤失值的影响。实验采用挤压膨化法和氧化法同步进行,以木薯淀粉为原料,以次氯酸钠为试剂,分别考察试剂添加量、系统水分含量、碱性活化剂等因素的影响。结果表明,采用挤压膨化氧化法一步工艺完成对石油钻井液降滤失剂改性淀粉的合成,具有工艺流程简单、无污染、能耗低、降滤失效果好等优点。     

高温水基钻井液用降滤失剂的合成与评价

针对深井、超深井钻探开发过程中高温、盐水等复杂环境下降滤失剂失效的问题,开发了一种高温水基钻井液用降滤失剂HF-1。以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,采用水溶液自由基共聚合成,水解引入阴离子以提高高温稳定性和抗盐性能。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220℃,抗盐至饱和;在饱和盐水基浆中加量为1.5%时,220℃老化16 h后的180℃HTHP滤失量降至26 m L;降滤失效果与国外同类产品相当,而成本大大降低。该钻井液用降滤失剂具有较好的应用前景。     

有机硅降滤失剂的研究进展

阐述了有机硅降滤失的研究进展,详细解释有机硅降滤失剂的作用机理。介绍有机硅改性腐植酸、有机硅改性淀粉和硅氟降滤失剂3种主要的有机硅降滤失剂,并对其制备过程和性能特点进行描述。最后对有机硅降滤失剂的发展方向作了简要概述。     

抗高温有机硅钻井液体系研究

针对高温深井钻井过程中易出现的井壁失稳问题,室内通过筛选抑制剂、降滤失剂,研制抗高温有机硅钻井液,提高钻井液的抑制性能、降滤失性能,降低井壁岩石水化膨胀、应力分布,提高井壁稳定性。有机硅钻井液高温下热滚前后粘度、切力变化小,使膨润土的线性膨胀率小于6%,且高温高压滤失量仅为13 mL左右,有机硅钻井液中所形成的网架结构在高温下不易断裂分解,具有优异的抗高温性能。     

新型抗高温降滤失剂GDF-1的研制及性能评价

针对现有淀粉类降滤失剂高温下易失效和对钻井液粘度影响大的问题,以淀粉为原料,丙烯酰胺、丙烯酸、硅藻土为改性材料,N’N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液聚合法合成了一种环保型抗高温淀粉降滤失剂GDF-1。采用红外光谱、热重分析等对其结构进行表征,实验评价了其对钻井液滤失性能的影响,并探讨了GDF-1的作用机理。结果表明,GDF-1热稳定性较高,160℃热滚后对膨润土基浆的流变性能影响较小,可有效改善泥饼质量。GDF-1可抑制粘土颗粒高温团聚,使基浆的粒度分布更加合理。1%加量下基浆的API滤失量降低率可达79%。GDF-1通过吸附自由水形成水化膜,结合物理封堵以及架桥作用,降低泥饼渗透性,减少滤失量。     

耐温抗盐降滤失剂配伍钻井液的研制

为满足复杂地层深井钻井工艺技术对钻井液的要求,合成出了高温抗盐钻井液用降滤失剂,并采用红外光谱法及热分析法对其进行了表征。在此基础上确定了降滤失剂配伍钻井液配方,评价了降滤失剂及其配伍钻井液的抗温和抗盐污染性能。结果表明：降滤失剂高温抗盐性能达到国内外先进水平,配伍钻井液在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水中均具有较强的降滤失作用。150℃条件下,配伍钻井液在淡水基浆、饱和NaCl盐水及复合盐水中高温高压滤失量分别仅为14.4ml、6.8ml及14.8ml。     

P（AMPS-AM-AOETAC-AA）聚合物钻井液防塌降滤失剂的合成

采用氧化-还原引发体系,以2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸为原料,合成了P（AMPS-AM-AOETAC-AA）聚合物钻井液防塌降滤失剂。通过均匀设计优化了反应条件,初步评价了共聚物的钻井液性能。结果表明,P（AMPS-AM-AOETAC-AA）聚合物作为钻井液处理剂具有热稳定性好和抗温能力强的特性,在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水钻井液中均具有较好的降滤失作用。经过150℃高温老化后仍能较好地控制钻井液的滤失量,且具有较好的防塌效果。     

P（AMPS-DMAM）共聚物钻井液降滤失剂的合成

采用氧化-还原引发体系,以2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺为原料,通过均匀设计优化,合成了P（AMPS/DMAM）共聚物钻井液降滤失剂,借助红外光谱对聚合物进行了结构表征,初步评价了共聚物的钻井液性能。结果表明,P（AMPS/DMAM）共聚物作为钻井液处理剂,热稳定性好,抗温能力强,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220℃高温老化后仍能较好地控制钻井液的滤失量。     

钻井液用石蜡乳油的制备及应用

针对钻井液用O/W型石蜡乳液易破乳分层、析蜡结块的乳液稳定性难题,采用复配乳化剂将液体石蜡、植物油、白油组成的油脂相在一定条件下制备成有效成分含量达100%的石蜡乳油。为进一步提高石蜡乳油的润滑性,采用捏合干燥工艺对纳米二氧化硅微球表面进行预处理,并借助二氧化硅专用分散剂和稳定剂球磨分散到乳油体系中,经稳定性研究试验发现充分悬浮分散的纳米二氧化硅微球具有良好的热稳定性和机械稳定性。石蜡乳油相比于传统石蜡乳液具有更高的存储稳定性和使用便利性,可与水任意比例混溶形成O/W型石蜡乳液。性能试验表明：1%石蜡乳油加入淡水聚磺钻井液体系,API滤失量降低33.8%,润滑系数降低率28.6%,加入5%盐水聚磺钻井液体系,API滤失量降低26.7%,润滑系数降低率23.4%,石蜡乳油与聚磺钻井液体系配伍性良好,可完全替代传统石蜡乳液。该石蜡乳油在松辽盆地北8井进行了现场入井试验,试验井段井壁稳定、钻井液润滑性能提升明显,试验效果良好。     

Hydrophobic-associated polymer-based laponite nanolayered silicate composite as filtrate reducer for water-based drilling fluid at high temperature

Wellbore instability caused by water invasion is the main problem in oil and gas drilling operation. This study reports the utilization of a hydrophobic-associated polymer-based laponite nanolayered silicate composite as a filtrate reducer in water-based drilling fluids (WDFs). The thermal performance and micromorphology of the composite were analyzed by thermogravimetric analysis, transmission electron microscope, and field emission scanning electron microscopy. The results indicated that the composite possessed a “bean pod” structure and a good thermal stability. The rheological properties of the composite solution were evaluated. The results showed that the hydrophobic association interaction of the composite is weak but existent, and the crosslink network structure is variable. The applied performances of WDFs containing the composite were also evaluated. Evaluation results showed that the composite could improve the properties of the thermal stability, salt tolerance, and fluid loss control of WDFs. The particle size distribution of WDFs and the micrographs of filter cakes explained the improving. The composite was expected to be applied as an efficient filtrate reducer for developing high performance drilling fluids. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48608.     

高黏度、高热稳定性羧甲基淀粉己酸酯的溶液性质

以羧甲基淀粉(CMS)为原料制备了高黏度、高热稳定性的羧甲基淀粉己酸酯(CMSH)。用IR和TG对产物进行了结构和热稳定性质研究;通过Brookfield R/S-CC流变仪对羧甲基淀粉己酸酯溶液黏度性质和影响因素,如己酰基质量分数、浓度、剪切力、温度及溶液黏度的剪切恢复性质、温度敏感性质等进行了详细研究。结果表明,引入己酰基基团后,可以降低黏度对温度的敏感性,显著提高羧甲基淀粉的热稳定性和溶液的黏度值。但己酰基团的引入,不能提高CMS溶液黏度的抗剪切性和剪切恢复性。当己酰基质量分数为11.8%时,羧甲基淀粉己酸酯的初始热分解温度由260℃提高到300℃;溶液的黏度值由420 mPa·s提高到32000 mPa·s。     

Synthesis of novel zwitterionic polymers and their properties as filtrate reducer for water-based drilling fluid

The development of high-temperature and salt-resistant filtrate reducer is of great significance to the exploitation of deep and ultra-deep wells. In this study, Zwitterionic copolymer PANDS was synthesized by free radical polymerization using acrylamide (AM), N-vinylpyrrolidone (NVP), methacryloxyethyl trimethyl ammonium chloride (DMC) and sodium p-styrene sulfonate (SSS) as monomers. Through orthogonal test, the optimum synthesis conditions were determined as follows: n (AM): n (NVP): n (SSS): n (DMC) = 3.5:2:0.5:0.5, the reaction temperature is 50°C, the initiator concentration is 0.4 wt%. The structure and thermal stability of the copolymers were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance spectroscopy (¹H-NMR) and thermogravimetry (TG). In addition, the filtration reduction performance of PANDS was evaluated according to the American Petroleum Institute (API) standard. The mechanism of reducing filtration loss was studied by laser particle size analysis, Zeta potential and scanning electron microscope analysis of mud cake. The results show that PANDS has good temperature resistance and good filtrate loss reduction. With the addition of 1.5%PANDS, the filtrate loss of drilling fluid is 8.7 mL after aging at 160°C for 16 h, and can resist 6 wt% NaCl and 1 wt% CaCl₂.     

AM／AOPS／DEDAAC共聚物防塌降滤失剂的合成

采用氧化一还原引发体系合成了丙烯酰胺／2-丙烯酰氧基-2-甲基丙基磺酸／二乙基二烯丙基氯化铵三元共聚物。初步评价了共聚物的钻井液性能。结果表明,AM／AOPS／DEDAAC共聚物具有较好的耐温抗盐能力。     

我国油田用钻井液处理剂的技术现状及专利分析

介绍了我国油田用钻井液处理剂的种类和应用情况,并对其中的钻井液用降滤失剂的国内外专利技术进行了详细介绍。从时间分布、专利权人构成以及技术构成等方面对这些专利的态势进行了分析对比,并对今后我国钻井液处理剂技术的发展提出了建议。