抗高温有机硅共聚物降滤失剂的合成与性能

以内烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和含双键的有机硅为单体,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,通过自由基聚合制备了有机硅共聚物。以有机硅共聚物质量分数为0.5%的淡水钻井液的滤失量为依据,通过正交实验优化了有机硅共聚物的合成条件:n(AM):n(AMPS):n(NVP)=3:1:1,有机硅单体摩尔分数2.0%(基于AM,AMPS,NVP的总物质的量),BPO的质量分数0.4%～0.6%(基于AM,AMPS,NVP的总质量),聚合温度80℃。用FTIR手段表征有机硅共聚物的结构。实验结果表明,含有机硅共聚物的淡水钻井液、NaCl质量分数为4.0%的盐水钻井液及饱和盐水钻井液均具有较好的降滤失性能和较强的抗温性能。     

抗高温淀粉降滤失剂的合成及其性能

以六甲基二硅氮烷、苯基有机胺、羧甲基淀粉(CMS)、3-氯-2-羟丙基磺酸钠等为主要原料,制备出抗160℃高温的钻井液用淀粉降滤失剂(HTS)。采用FTIR和DT方法分析了HTS的结构及其热稳定性。表征结果显示,CMS结构上引入了苯基阳离子、有机硅官能团及磺酸基团;HTS的热分解温度为232℃。考察了HTS的淡水钻井液性能、抗高温性能以及耐盐性能。实验结果表明,HTS具有良好的抗高温性能,含HTS的淡水钻井液在160℃滚动16 h前后降滤失性能均优良,且钻井液的流变性能变化较小,与传统的改性淀粉降滤失剂相比,抗高温能力提高近40℃;无论在NaCl含量为4%(w)还是8%(w)的盐水钻井液中,HTS的降滤失性能都较好,说明磺酸基因的引入可提高降滤失剂的耐盐性能。     

抗高温有机硅降滤失剂的合成与作用机理研究

采用自由基聚合方法,以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和N-(3-三乙氧基甲硅氧烷基)丙基丙烯酰胺(APTS)为原料制备了有机硅耐温降滤失剂AM/AMPS/NVP/APTS。使用FT-IR光谱表征了分子结构,评价了其钻井液性能。结果表明,随着AM/AMPS/NVP/APTS质量分数的升高,180℃老化16h后的淡水钻井液的常温中压滤失量(FLAPI)和高温高压滤失量(FLHTHP)随之减小。当AM/AMPS/NVP/APTS的质量分数为0.6%时,即可将FLAPI维持在9.2 mL,FLHTHP维持在14.2mL。加入1.0%AM/AMPS/NVP/APTS的淡水钻井液老化后的滤失量,随着温度的升高(150～220℃)而增大(FLAPI:7.8～19.8mL;FLHTHP:13.5～56.7mL),抗温可达200℃。通过测定淡水钻井液中有机硅共聚物的颗粒粒度、吸附量和Zeta电位,分析了该有机硅降滤失剂的作用机理。     

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。     

钻井液抗高温降滤失剂CQ-1的合成与性能评价

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为共聚单体,过硫酸铵与亚硫酸氢钠(摩尔比为1∶1)为引发剂,通过自由基水溶液聚合制备了一种抗高温聚合物降滤失剂CQ-1。利用FT-IR、¹H NMR及热重分析对CQ-1的结构和热稳定性进行了表征,并通过单因素实验优化了降滤失剂的合成条件。实验结果表明,优化反应条件为：n(AM)∶n(AMPS)∶n(NVP)∶n(DMDAAC)=70∶20∶2∶8,单体总质量分数为20%,引发剂质量分数为0.5%,反应温度55℃,反应时间5 h。在此条件下,CQ-1抗温达240℃,在质量分数为1%时,240℃老化后钻进液中压滤失量为16.2 mL,180℃高温高压滤失量为48.8 mL,优于Driscal D、Dristemp等同类产品。     

抗高温抑制型钻井液降滤失剂的合成与评价

采用氧化还原引发体系,合成了丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、丙烯氰(AN)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)五元共聚物钻井液降滤失剂。通过单因素实验研究了共聚反应条件与其降滤失性能的关系。分别针对淡水、盐水、复合盐水、饱和盐水泥浆评价了共聚物的降滤失性能及其抗温性能,还针对此降滤失剂对于页岩的抑制性能研究。结果表明,1.0%的合成的五元共聚物降滤失剂可使淡水基浆中的滤失量达到7.2 mL/30 min,抗温性能良好,在淡水基浆中加入1.0%的降滤失剂180℃热滚老化16 h后的滤失量为10.6 mL/30 min。该五元共聚物的抑制性较好,1.0%的降滤失剂120℃热滚老化16 h后的页岩的一次回收率为79.4%,具有较强的抑制包被性。     

新型抗高温钻井液降滤失剂的合成与性能评价

抗高温降滤失剂是对深井、超深井水基钻井液抗高温问题影响最大的一类处理剂。基于此,从分析高温钻井液热稳定性对处理剂分子结构的要求入手,精选了耐温型单体,用丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、二甲基二烯丙基氯化胺和顺丁烯二酸进行共聚,合成出了两性离子型共聚物降滤失剂AADM。研究了该共聚物的最佳聚合工艺条件,对产物的抗高温降滤失性能、抑制性能和高温稳定性能进行了评价,并分析了其作用机理。结果表明,AADM加量为0．3％时即具有优良的降滤失性能和抑制性能,抗温可达200℃。     

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。     

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。     

抗高温钻井液降滤失剂的评价及其作用机理

以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、聚丙烯酰胺和对苯乙烯磺酸钠为原料合成了新型抗高温钻井液降滤失剂PAASD,利用FTIR、1H NMR、泥浆失水仪等方法对PAASD进行了表征并研究了其流变性能和降滤失性能。表征结果显示,合成的PAASD为目标产物,具有良好的增黏性和耐温抗盐性能。PAASD钻井液具有良好的耐温抗盐性能和抗钙侵能力。在三磺化(SMP-1/SMC/SMK)钻井液体系加入PAASD后,在150℃、3.5 MPa下的高温高压滤失量为16.2m L,说明PAASD与三磺化钻井液体系具有良好的协同增效作用。PAASD在高温含盐的钻井液中可对黏土颗粒进行有效吸附,增强了黏土颗粒在高温含盐环境中的水化分散能力。     

爆聚法合成抗高温抗盐水基降滤失剂及性能评价

为了克服水相聚合法产物含量低、烘干过程分子量易增大和高能耗等问题,通过爆聚法利用单体苯乙烯磺酸钠和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸分别与丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵合成制备了抗高温抗盐降滤失剂WS-1和WS-2。借助红外光谱（FT-IR）和热重分析（TGA）,表征了降滤失剂的分子结构和热稳定性,并且进行了降滤失剂在高温高盐水基钻井液中的流变性和高温高压滤失性能的影响实验。结果表明,具有刚性苯乙烯磺酸钠分子链段的降滤失剂WS-2具有良好的高温稳定性,热分解温度为310℃,降滤失剂WS-2在220℃饱和盐水基钻井液中高温高压滤失量为7.6 mL;具有大分子支链2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸链段的降滤失剂WS-1热分解温度为270℃,200℃饱和盐水基钻井液中高温高压滤失量为1.6 mL;利用爆聚法合成的降滤失剂WS-1和WS-2均具有良好的抗温抗盐性能。      

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。     

HFT高温封堵性降滤失剂的研制与评价

研制出一种HFT高温封堵性降滤失剂,高温时封堵性好,低温时分散性好。通过室内和现场试验评价了几种高温封堵性降滤失剂的封堵效果,结果表明,HFT降滤失剂封堵效果最为理想。     

高温抗盐防塌降滤失剂KCS-53的研究

以腐植酸为主要原料,通过缩合、接枝共聚、金属离子螯合和磺化等系列反应制得了高温抗盐防塌降滤失剂KCS-53.室内评价结果表明,KCS-53的降滤失效果优良,热稳定性和抗盐抗钙能力与SMP-2相当,防塌能力高于FT-881,而且其成本低,原料来源广,合成工艺简单.KCS-53在两口井的现场应用效果良好,具有应用推广价值.     

抗高温钻井液降滤失剂的合成及机理研究

以丙烯酰胺(AM)、烯丙基聚氧乙烯醚(APEG-1000)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(DMAAC-18)为共聚单体,以偶氮二异丁脒盐酸盐(V₅₀)为引发剂,制备一种抗温达220℃的水基钻井液降滤失剂,并采用FTIR,TG,SEM,EDS,AFM等方法对所制备的降滤失剂进行表征。采用单因素法优化得到最优合成条件为：单体配比n(AM)∶n(APEG-1000)∶n(SSS)∶n(DMAAC-18)=110∶3∶10∶1,引发剂V50用量为0.4%(w),反应温度为60℃,单体总含量为30%(w),反应时间为4 h,反应pH为8。实验结果表明,在淡水基浆中,降滤失剂加量为1.25%(w)时,中压(API)滤失量为7.3 mL,220℃老化后API滤失量为13.2 mL;与5%(w)SMP降滤失剂复配,淡水基浆+1.25%(w)降滤失剂+5%(w)SMP降滤失剂+0.5%(w)FA367包被剂,220℃老化后高温高压滤失量仅为13.6 mL。     

高温抗盐降滤失剂SPX树脂的合成与评价

针对钻井液降滤失剂在使用过程中存在的高温增粘和遇到金属离子污染增粘的问题,从降滤失剂的分子结构出发,通过苯氧（基）乙酸与苯酚,甲醛等缩聚磺化,合成出磺化苯酚／苯氧（基）乙酸／甲醛树脂（简称SPX树脂）。试验研究表明,SPX树脂单独使用是具有抗饱和盐抗高温非增粘降滤失量的作用,含盐量在25％－36％之间时降滤失效果良好,含盐量低于25％的延长老化时间也有良好的降滤失效果,在加量合理时,钻井液老化前后表观粘度增加率小于10％,SPX树脂与SMK,SMC有良好的复配效果。     

抗高温抗盐降滤失剂AAD的合成及评价

根据抗高温抗盐降滤失剂的作用机理,采用自由基水溶液聚合方法,以氧化还原反应体系作为引发体系,以丙烯酰胺(AM)、二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)为结构单体,利用分子设计合成了三元共聚的两性离子共聚物AAD。以降滤失性能为主要评价指标,得到制备抗高温抗盐降滤失剂AAD的最佳聚合工艺条件为:体系pH值为7,引发剂用量为0.2%(质量分数),单体总质量浓度为30%,n(AM)/n(AMPS)/n(DMDAAC)为6.5∶2.5∶1.0,反应温度45℃,反应时间5 h。结果表明,AAD用量为0.3%的淡水钻井液在高温老化时,体系的滤失量大幅下降,老化前降幅为62.7%,老化后降幅为44.8%;AAD用量为1.0%的盐水钻井液在高温老化时抗盐能力增强,体系的滤失量降幅为56.1%。     

高温降滤失剂SCUR的研制与应用

以风化煤为原料，通过活化与接枝合成等反应制备出谪温降滤失剂ＳＣＵＲ－风化煤腐殖酸与碳酰胺衍生物的接枝聚合物。考察了风化煤来源及一些合成反应条件对产物抗温抗盐性能的影响。室内评价与现场试验结果表明，ＳＣＵＲ是一种性能良好的抗温抗盐降滤失剂。     

一种抗高温抑制型聚合物降滤失剂的合成及评价

随着油气勘探开发的发展, 深井超深井的数量不断增加, 对钻井液处理剂的耐高温性能提出了更高要求。文章采用丙烯酰胺（ Ａ Ｍ） 、 丙烯酸（ Ａ Ａ ） 、 甲基丙烯磺酸钠（ Ｓ ＭＳ ） 、 乙烯基铵盐阳离子单体（ Ｃ Ｍ） 为原料, 通过优化合成条件及配方, 合成了一种四元共聚物降滤失剂, 并对其性能进行了评价。结果表明, １ ． ０ ％的降滤失剂能使淡水基浆中的滤失量降到７ ． ８ ｍ ｌ ／ ３ ０ ｍ ｉ ｎ , １ ５ ０ ℃热滚老化１ ６ｈ后的滤失量可降为１ ２ ． ６ｍ ｌ ／ ３ ０ ｍ ｉ ｎ 。１ ． ０ ％的降滤失剂１ ２ ０ ℃热滚１ ６ｈ后页岩回收率可达８ ３ ． ４ ％。     

抗高温超分子降滤失剂的合成及性能评价

针对深井、超深井高温钻井过程中钻井液处理剂耐温能力不足、滤失造壁性能差等问题,以超分子聚合物的聚合理论为基础,以AMPS、AM与N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）为单体,合成了一种三元共聚物降滤失剂。通过优化实验确定了最佳合成条件:单体物质的量比AM︰AMPS︰NVP=6︰3︰1,引发剂含量为0.2%,单体总含量为15%,反应温度为50℃,反应时间为4 h。采用红外、热重、TEM对合成产物进行了结构分析,结果表明合成的超分子降滤失剂是由具有特殊功能基团的单体通过自由基聚合而成的,侧链的功能基团通过氢键、亲疏水性、离子键等协同作用形成空间的有序网络结构。这种非共价键的网络结构外界条件变化时,能够迅速改变结构以适应外界条件的变化。此外,分子间强的分子间作用力使超分子降滤失剂具有快速适应环境变化的能力,表现出好的抗温、抗盐和抗钙性。在4%淡水基浆中考察了合成降滤失剂的降滤失性能,合成降滤失剂的抗温性明显优于PAC-LV,抗温高达180℃。