AM、AMPS、NVP、APEG四元共聚物降滤失剂的合成

采用丙烯酰胺、2—丙烯酰胺基—2—甲基丙磺酸、烯丙基聚乙二醇、N—乙烯基吡咯烷酮为主要单体,合成出具有一定抗温抗盐钙性能的四元共聚物降滤失剂。对合成的共聚物进行性能评价可知,经过180℃高温老化后的API滤失量为8.2 mL。该降滤失剂的加入对钻井液的流变性影响不大,确定最优加量为0.8%。AM/AMPS/NVP/APEG四元共聚物降滤失剂具有良好的抗盐钙能力,当NaCl浓度为20%,CaCl2的浓度为1%时,未出现恶性漏失的情况,且滤失量控制在合适的范围内。     

AMPS/HMOPTA/AM共聚物降滤失剂的合成及性能

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲基氯化铵、丙烯酰胺共聚，合成了一种抗高温抗盐降滤失剂，考察了合成共聚物对钻井液的降滤失效果。结果表明，合成共聚物在淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液、复合盐水钻井液、含钙盐水钻井液及现场钻井液中均具有良好的降滤失作用。当共聚物在新濮1-153井浆中用量为1．0％时，基浆的滤失量分别从老化前后的43mL和92mL降至4mL和7mL。抗高温、抗盐尤其抗高价离子污染能力强，防塌效果好。共聚物用量为0．5％时，页岩滚动回收率试验中，相对回收率达96％以上。     

AMPS/AM/VAC共聚物钻井液降滤失剂合成

采用氧化－还原引发体系合成了２－丙烯酸胺基－２－甲基丙碳酸－丙烯酰胺－醋酸乙烯酯（ＡＭＰＳ／ＡＭ／ＶＡＣ）三元共聚物钻井液降滤失剂,室内研究表明：ＡＭＰＳ／ＡＭ／ＶＡＣ三元共聚钻井液降滤失荆,抗温、抗盐能力强,在淡水钻井液、饱和盐水钻井液和人工海水钻井液中均有较强的降滤失作用。评价了三元共聚物对钻井液性能的影响,选择了合适的配方,探讨了影响三元共聚物降滤失能力的因素和引发剂、ＡＭＰＳ的用量对三元共聚物降滤失性能的影响。     

MOTAC／AA／AM共聚物泥浆降滤失剂

由甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酸和丙烯酰胺合成了含阳离子的三元共聚物降滤失剂，室内初步评价了共聚物的降滤失和防塌能力。结果表明，此三元共聚物降滤失效果明显，抗温，抗污染和防塌能力强。     

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%。     

耐温抗盐聚合物降滤失剂CPF的研究及应用

本文根据四川地层特点，针对聚合物钻井液在高温高压井段及盐类污染下，滤失量大，滤饼质量差等问题，研究了抗温抗盐性聚合物滤失剂ＣＰＦ。室内研究表明，ＣＰＦ在１８０℃的淡水钻井液中，或在１５０℃的含盐钻井液中，均能有效的降低滤失量，且热稳定性好，在四川、吐哈等油气田应用，取得了良好的效果。     

反相微乳液SSS/AA/AM三元共聚物钻井液降滤失剂

以苯乙烯磺酸钠(SSS)、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,失水山梨醇单甘油酯(Span80)和失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚(Tween80)为复合乳化剂,环己烷为油相,(NH4)2S2O8、NaHSO3为引发剂,采用反相微乳液聚合方法,合成一种水溶性三元共聚物.分别利用红外光谱仪和差热分析仪研究了聚合物的结构和热稳定性,该共聚物的开始失重温度为225 ℃,在500 ℃时,该聚合物的残留率仍然保持在40%以上.利用旋转黏度计、失水仪和扫描电镜为评价工具,对共聚物钻井液的性能进行评价.结果表明,SSS/AA/AM共聚物钻井液具有良好的降滤失、耐温、抗盐、抗Ca2+、Mg2+污染能力.     

耐温抗盐降滤失剂PAMAP的合成及评价

以丙烯酰胺(AM),丙烯酸(AA),2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)及自制烯丙基壬基酚聚氧乙烯醚为反应单体,以Na₂SO₃与(NH₄)₂S₂O₈的氧化还原体系为引发剂,合成了聚合物降滤失剂PAMAP。FT-IR、¹H NMR及能谱分析表明PAMAP的结构符合预期,热重结果表明其抗温性能良好。滤失实验结果表明PAMAP降滤失剂在淡水基浆中的最佳加量为1.5%;在160℃下老化16 h后的淡水基浆的API滤失量为8.2 mL、高温高压滤失量为32.4 mL;NaCl加量为30%时,老化前后的API分别为15.8和17.5 mL,表明PAMAP降滤失剂具有良好的抗温抗盐能力。     

聚合物降滤失剂PAAAA的合成及其性能评价

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)及11-丙烯酰氧基十一烷基-二甲基-羟乙基溴化铵(ADAB)为单体,2,2′-偶氮二异丁基脒二盐酸盐为引发剂,通过水溶液聚合制备了聚合物降滤失剂PAAAA。利用FTIR及¹H NMR对PAAAA的结构进行了表征,通过单因素法优化了合成条件。实验结果表明,适宜的反应条件为:n(AM)∶n(AMPS)∶n(AA)∶n(ABAD)=21.8∶21.8∶54.4∶2,单体总用量20%(w),引发剂加量0.16%(w),反应温度55℃,反应时间5 h。当PAAAA含量为1.5%(w)时,饱和盐水基浆的中压滤失量和高温高压滤失量分别为3.6,16.0 mL。经200℃老化16 h后,淡水基浆的中压滤失量和高温高压滤失量分别为9.0,26.8 mL。PAAAA具有良好的抗温抗盐性能。     

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。     

AA/AM/AETMAC三元聚合物的合成及其钻井液性能研究

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(AETMAC)作为原料单体,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合合成了一种水溶性AA/AM/AETMAC共聚物,研究了温度、无机盐浓度对聚合物溶液比浓黏度的影响,对聚合物钻井液的耐温抗盐性能进行了测试,采用扫描电镜(SEM)表征了聚合物钻井液滤饼的微细结构。结果表明,AETMAC含量过高、过低均会增大聚合物钻井液的滤失量,当AETMAC含量为20%时,聚合物钻井液的滤失量达到最小值。随着盐浓度和温度的升高,聚合物钻井液的滤失量小幅增加,SEM表明聚合物滤饼表面具有大量不规则、致密、微米级的孔洞。     

AM/AMPS/AA三元共聚物压裂液稠化剂的合成

以丙烯酰胺、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为单体,采用水溶液聚合法制备出了AM/AMPS/AA三元共聚物。优化出3种单体共聚的最佳条件为:单体AA加量为单体AM的8%～12%;单体AMPS的加量为15%～20%;引发剂用量在0.20%～0.25%之间;反应温度为30℃;反应时间为4h以上。通过实验研究,将由三元共聚得到的产品提纯后配成质量浓度为0.05%的水溶液,其表观黏度可达40.5mPa·s;用硫酸铝交联,所得冻胶液黏度可达240mPa·s,用过硫酸铵破胶,黏度可降低到5mPa·s以下,几乎无残渣,减小了对地层的伤害。     

丙烯酰胺/丙烯酸/丙烯磺酸共聚物堵水剂的合成与性能评价

以丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯磺酸为原料,制得丙烯酰胺／丙烯酸／丙烯磺酸共聚物堵水剂,其产率达99．8％。考察了反应温度、原料摩尔比、反应时间对共聚物性能的影响。对丙烯酰胺／丙烯酸／丙烯磺酸共聚物堵水剂的吸水性、膨胀性和耐温抗盐性进行了评价,结果表明,该共聚物堵水剂在纯水中体积膨胀157倍左右,15％NaCl水溶液中体积膨胀33倍左右,10％CaCl,水溶液中体积膨胀17倍左右,在130℃下保持具有弹性和韧性的片粒状。     

AA/SSS/APO三元共聚物缓凝剂的合成及性能研究

以丙烯酸(AA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和一种含亲水性长链的烯类单体(APO)为原料,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法合成了共聚物缓凝剂BH。通过单因素法确定了单体的物质的量比n(AA)∶n(SSS)∶n(APO)为1∶1∶0.1,单体的质量分数为30%,引发剂加量为4%(质量分数),p H值为5,在80℃下反应14 h;利用红外光谱分析表征了聚合物结构。对加有缓凝剂BH的水泥浆的缓凝性能、温度敏感性、流变参数、游离液及抗压强度等进行了研究。结果表明,BH的使用温度范围广(90~170℃),且对温度不敏感,在170℃加量为2.75%时稠化时间为356 min;可以改善水泥浆的流变性,分散效果良好;对水泥石强度影响较小,有较好的抗盐性能。     

AMPS/AM/AA共聚物的合成及性能研究

以耐温、抗盐好的单体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)与丙烯酸、丙烯酰胺共聚,采用自由基水溶液聚合方法和氧化还原引发体系引发,通过实验确定了合成条件,最终制备出三元共聚物AMPS/AM/AA,经红外光谱法验证了该聚合物的结构.对其水溶液的性能进行研究表明,该聚合物溶液能适应较宽的碱性条件,其抗温性能较好,且具有较强的抗盐能力.同时对其水泥浆体系进行了室内评价,在50 d存放期间,失水量保持稳定,可以控制在50 mL以下.     

水溶性AM/AA/SAS/EDMA四元共聚物的合成及其性能

以乙二胺和马来酸酐为单体制备了N,N′-二(4-氧基-2-烯酸)乙二胺(EDMA);以EDMA、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、烯丙基磺酸钠(SAS)为单体制备了AM/AA/SAS/EDMA四元共聚物。利用FTIR、SEM和元素分析等方法分析了该四元共聚物的结构特征,并对其耐温耐盐性能、抗剪切性能和提高采收率能力进行了研究。实验结果表明,当质量浓度为5 000 mg/L时,该四元共聚物溶液在95℃下的黏度保留率为39.5%;在10 000 mg/L NaCl,1 000 mg/L CaCl2,1 000 mg/L MgCl2·6H2O溶液中的黏度保留率分别为12.1%,19.3%,27.5%;当质量浓度为2 000 mg/L时,在剪切速率为500 s-1下剪切5min后其黏度为28.7 mPa·s,黏度保留率为85.7%;室内采收率实验结果表明,60℃下该四元共聚物的采收率比AM/AA二元共聚物高5.7%。     

AM/AA/淀粉接枝共聚物降滤失剂的合成及性能

介绍了AM/AA/淀粉接枝共聚物降滤失剂的合成，考察了合成条件对AM/AA/淀粉接枝共聚物性能的影响。并对其钻井液性能进行室内初步评价。结果表明，AM/AA/淀粉接枝共聚物具有较好的降滤失，抗温，抗盐和抗钙，镁污染能力。     

NaAMC16S/AM/AA三元共聚物的合成及其溶液性能研究

以丙烯酰胺、丙烯酸和2-丙烯酰胺基十六烷基磺酸钠(NaAMC_(16)S)为原料,制备了ZS-1、ZS-2、ZS-3(NaAMC_(16)S单体加量分别为1%、2%、3%)三元共聚物,利用元素分析仪确定了共聚物的组成,考察了共聚物分子量、黏性、抗盐性、抗剪切性及注入性。实验测得ZS-1、ZS-2、ZS-3的相对分子质量分别为1661×10~4、921×10~4、523×10~4。元素分析结果表明,据S元素的含量计算共聚物的组成,ZS-1、ZS-2、ZS-3中分别含有0.998%、1.488%、1.973%NaAMC_(16)S。随NaAMC_(16)S含量的增大,共聚物分子量降低,黏度增加,抗盐性和抗剪切性提高。室温下经毛细管剪切后,ZS-1、ZS-2、ZS-3的黏度保留率分别为84.1%、87.6%、89.4%。岩心实验表明,ZS-3的注入性良好,并且0.9g/L ZS-3溶液与1.8g/L部分水解聚丙烯胺(相对分子质量1600×10~4)的采收率相当,分别为22.48%和22.67%,可降低聚合物驱费用。