多功能抗高温防塌剂研究及应用

针对复杂井的井壁稳定问题,开发出一种多功能抗高温防塌剂YFF。通过封堵实验、页岩滚动回收实验、抑制性实验,考察了多功能抗高温防塌剂YFF的性能,并进行了现场应用。实验结果表明,多功能抗高温防塌剂YFF带有正电荷,具有良好的抑制作用和封堵能力,加入2%YFF后,岩屑回收率从35.3%(空白)增至92.5%,1%膨润土的膨胀容由92 mL降至71 mL;抗高温(200℃)降滤失效果好,对钻井液流变性能影响小;加入3%YFF的聚合物钻井液(配方为4%膨润土浆+0.2%Na2CO3+0.2%KPAM絮凝剂+2%降滤失剂SPC+0.5%降滤失剂LV-CMC+3%降滤失剂SMP-1+2%封堵剂FT-1+1%降滤失剂SYP-1)对岩心封堵率达95%以上,且反排后的渗透率恢复率达95%以上。现场应用结果表明,YFF与钻井液具有良好的配伍性,对钻井液的黏度、切力影响不大,能有效稳定井壁及保护储层。     

AM/AMPS/NVP三元共聚物降滤失剂WH-1的研制

合成了AM／AM陷／NVP三元聚合物。即降滤失剂WH-1。简介了合成方法。在4％黏土淡水基浆和4％黏土复合盐水（4％NaCl＋12％CaCl2）基浆中考察了WH-1的性能。根据180℃老化前后的性能，WH-1在淡水基浆中的适宜加量为1．0％，可使老化前API滤失量由25mL降至5mL，老化后滤失量维持8mL。加入1．0％WH-1的淡水钻井液老化后的滤失量，随老化温度升高（150℃～240℃）而增大（6～15mL），抗温可达220℃。加入1．5％WH-1的复合盐水基浆，使180℃老化前后的API滤失量分别降至10、18mL，高温高压（150℃，3．5MPa）滤失量分别降至25、37mL。WH-1的降滤失性能及抗温、抗钙性能优于在用的3种降滤失剂。WH-1已用于多口油井钻井。简介了在埕北307井和孤北古2井4057m以下、井底温度140℃的井段使用WH-1控制钻井液滤失量的效果。表6参3。     

强力抑制防塌剂QYJ的研究与应用

泥岩水化膨胀、分散造浆是造成井壁失稳、钻井液性能难以维护的主要原因,利用聚合物稳定泥岩的机理,研究出了天然高分子与烯烃类单体合成的高度支链化结构钻井液助剂强力抑制防塌剂QYJ,对强力抑制防塌剂QYJ的室内性能进行了评价。试验表明:1%QYJ膨润土表观黏度上升率仅为25%,优于聚丙烯酸钾、两性离子强力包被剂FA367和10%KC l;页岩回收率明显高于MMH、SJ-1、CAL和KPAM,尤其二次回收率更高;QYJ对淡水浆和4%NaCl盐水浆略有增黏作用,由于其分子量为35万,所以其增黏幅度很小;QYJ在4%NaCl盐水浆中降滤失作用明显,3%QYJ可使4%NaCl基浆API滤失量由98 mL降至17.5 mL;QYJ可抗150℃高温。现场应用表明,该防塌剂具有较好的抑制防塌、润滑防卡及油层保护能力,可满足井下需要。     

基于聚合物微球的复合降滤失剂的制备与性能评价

为制备耐温抗盐性能优良的钻井液降滤失剂,以丙烯酰胺、丙烯酸和多功能团丙烯酸酯为主要原料制备了聚合物微球（PMS）,以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N-乙烯基吡咯烷酮为主要原料制备了线性聚合物（PAAN）,采用PMS与PAAN复合的方法制备了聚合物微球复合钻井液降滤失剂（CLS）。采用热重分析、扫描电镜、Zeta电位分析和钻井液性能测试等方法评价了CLS的性能。结果表明,由PMS和PAAN复合而成的降滤失剂CLS组分间具有协同效应,降滤失作用好于任一单一组分。CLS对钻井液流变性的影响小,降滤失效果优良。对于膨润土含量为4%的钻井液,CLS加量在0-1%范围内变化时表观黏度变化幅度在±2.0 mPa·s以内,加量为0.6%时钻井液滤失量可降至6.0 mL。CLS起始分解温度为276℃,组成为4%膨润土+1.2% CLS的钻井液经180℃老化16 h后的滤失量保持在9.0 mL;在加入6%的NaCl后滤失量仅由5.5 mL增至7.0 mL,表现出优异的耐温抗盐性能。     

低固相超高温水基钻井液研究及应用

冀东油田南堡构造深部潜山储层温度高、压力低、裂缝发育,为满足保护储层和井下携岩的需要,基于开发的聚合物增黏剂SDKP以及对抗高温降滤失剂、油溶性封堵剂、润滑剂、高温保护剂和防水锁剂的优选,优化出一套低膨润土低固相超高温水基钻井液。室内评价结果表明,1%SDKP溶液在165℃老化16h后,表观黏度保持率仍可达20%,表明SDKP的耐温性能好;SD-101和SD-201复配可显著降低1.0%膨润土基浆的滤失量,油溶性封堵剂HQ-10可显著降低高温高压滤失量;该钻井液抗温达235℃,在200℃下的塑性黏度达到15mPa·s,满足携岩需要,抗污染能力强,能抗10%NaCl、2%CaCl_2、10%劣质土污染,抑制性好,膨胀率降低率达78%,页岩回收率从8.24%提高到84.45%,储层损害小。在探井南堡3-82井五开井眼的现场应用表明,该钻井液在220℃井底温度下的流变参数基本稳定,API滤失量不变,携岩性好,顺利钻达井深6037m完钻,自喷求产,产液量为43.20 m~3/d。证明该钻井液可满足现场高温低压储层的钻井需要。     

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。     

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。     

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。     

含笼状纳米粒子复合降滤失剂的制备与性能

以笼状低聚倍半硅氧烷（POSS）为有机/无机杂化组分,以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺-2 甲基丙磺酸 （AMPS）、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵为反应单体,通过乳液聚合法制备了一种有机/无机复合降滤失剂 PAAD,并分析了PAAD在高温高钙环境下对膨润土基浆流变性和滤失性的影响。研究表明,降滤失剂PAAD结 构中POSS与聚合物基质相容性好,在水溶液中可形成交联网状结构,热分解温度超过300 ℃,200 ℃下其水溶 液仍具有较高黏度。PAAD在膨润土基浆中具有增黏降滤失作用,在10% CaCl₂含量下,2.0% PAAD可使膨润土 基浆在150 ℃下老化16 h 后的滤失量由150 mL降低至15.4 mL,且形成了致密滤饼。微观分析表明PAAD屏蔽 了高温高钙对膨润土颗粒的不利影响,有效维持膨润土颗粒的分散稳定性。POSS粒子研究前景广阔,未来可进 一步探究改性POSS粒子对聚合物抗高温性能的影响。     

一种耐高温交联淀粉钻井液降滤失剂的制备与评价

针对常规钻井液降滤失剂耐高温性能不足的缺点,以玉米淀粉为原料,以三偏磷酸钠为交联剂,采用交联反应的方法,合成了一种耐高温的交联淀粉钻井液降滤失剂,并采用六速旋转黏度计、泥浆失水测定仪等设备评价其性能。实验结果表明：采用三偏磷酸钠为交联剂制备的交联淀粉具有良好的耐温性能,当钻井液中交联淀粉质量分数为1.5%时,在160℃的条件下仍具有较好的降滤失性能,API滤失量为11.0 mL,黏度为33.5 mPa·s,与羧甲基淀粉降滤失剂相比,该降滤失剂抗高温效果明显,且不增黏。在西南油田元坝区块某评价井应用结果表明,在150℃条件下有效降低了钻井液的滤失量,同时控制了钻井液黏度,提高了钻井液整体耐温性能,现场应用效果良好。该研究成果对交联淀粉钻井液降滤失剂的制备具有一定的参考价值。     

钻井液用降黏剂磺化苯乙烯-马来酸酐聚合物的合成与评价

以甲苯和丙酮为溶剂,苯乙烯、马来酸酐为主要原料,合成了磺化苯乙烯-马来酸酐聚合物(SSMA),平均相对分子质量为2 500～4 000.室内评价结果表明,SSMA具有良好的降黏和抗温性能.SSMA加量为30 g/L时,可使4%淡水基浆的表观黏度从7.5 mPa·s降至3.0 mPa·s;SSMA加量为40 g/L时,可...     

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。     

反相乳液聚合法制备改性淀粉降滤失剂及其性能

为克服水溶液自由基聚合制备改性淀粉降滤失剂存在的凝胶化问题,遵循钻井液抗高温处理剂的设计思路,采用反相乳液聚合法将淀粉与含有酰胺基/磺酸基/苯环的3种单体AM、AMPS、NVP进行接枝共聚,合成了一种新型高温抗盐抗钙降滤失剂ESt-g-NAA。首先,采用正交实验确定了反相乳液聚合的最优合成条件为:反应温度为60℃,单体物质的量比为n_NVP:n_AM:n_AMPS=1∶2∶3,亲水亲油平衡值为5。其次,对ESt-g-NAA在3%膨润土基浆中的抗高温、抗盐和抗钙降滤失效果进行了评价,结果显示:100～180℃老化16 h后,含3% ESt-g-NAA钻井液的滤失量可控制在7.6～15.2mL之间,且ESt-g-NAA钻井液的高温滤失量始终低于相同加量的水溶液聚合产物WSt-g-NAA。ESt-g-NAA显示了极强的抗盐和抗钙能力,在150℃老化16 h的饱和盐水钻井液中,滤失量仅为5 mL;含（0.5%～20%）CaCl₂的钻井液在150℃老化后滤失量控制在5.0～15.5 mL,170℃老化后可抗钙10%,但180℃老化后抗钙性能大大降低。最后,通过分析ESt-g-NAA对基浆中黏土粒度分布的影响,以及泥饼的显微观察,揭示了ESt-g-NAA的控制滤失机理。      

低相对分子质量无机-有机单体聚合物17GX的研究与应用

以丙烯酰氧丁基磺酸、丙烯酰胺、丙烯酸和无机材料为原料,采用氧化-还原引发体系合成了一种低相对分子质量的无机-有机单体聚合物17GX,对其用于钻井液的性能进行了评价,并且17GX在中原油田现场进行了应用。室内及现场应用试验结果表明,无机-有机单体聚合物17GX抗温、抗钙污染、降滤失和防塌能力强,热稳定性好,适用于各种水基泥浆体系。     

钻井液用耐高温降滤失剂FRT -2的合成及性能研究

由丙烯腈(AN)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和N,N'-二甲基丙烯酰胺(DMAM)聚合制备了水基钻井液用耐高温聚合物降滤失剂FRT -2,分别在评价土基浆、淡水基浆、盐水基浆、海水基浆和聚磺钻井液中评价了其性能.结果表明,加入1％ FRT-2后,淡水基浆、盐水基浆、海水基浆的高温高压(HTHP)滤失量明显下降;在海上油田使用的聚磺钻井液中加入1％ FRT-2,HTHP滤失量(205℃,3.45 MPa)可控制在35 mL左右,表现出较好的耐温性能和降滤失性能.     

AM/AMPS/DMDAAC共聚物的合成

采用氧化还原引发体系合成了丙烯酰胺 /2丙烯酰胺基 2甲基丙磺酸 /二甲基二烯丙基氯化铵多元共聚物 ,研究了合成条件对单体转化率及共聚物的泥浆性能的影响 ,初步评价了共聚物的泥浆性能 ,结果表明 ,AM/AMPS/DMDAAC共聚物热稳定性好 ,降滤失能力、抑制性和抗温抗盐能力强 ,防塌效果好     

一种膨润土改性淀粉抗高温降滤失剂的研制及其性能

以羧甲基淀粉钠盐(CMS-Na)和膨润土为原料,合成了一种膨润土改性羧甲基淀粉抗高温降滤失剂(BCMS),并用XRD和FT-IR对其结构进行了表征.实验结果表明,膨润土层状结构被拆散,同时有C-O-Si键生成;BCMS的热分解温度为290℃.BCMS的钻井液性能结果显示,在150℃加热炉中高温滚动16h后,BCMS的滤...     

疏水缔合聚合物/纳米二氧化硅降滤失剂的研制及作用机理

以制备的疏水缔合聚合物聚P(AM-NaAMPS-MA-b-St)为聚合物基体,纳米二氧化硅为填料,研制了一种具有核壳结构的疏水缔合聚合物/纳米二氧化硅微纳米降滤失剂FLR-1。借助FT-IR、SEM、TEM、粒径分布与比表面积测试和GPC实验,表征了FLR-1的分子结构、微观形貌特征和相对分子质量。通过API滤失和HTHP滤失实验测试了FLR-1的降滤失性能,探讨了其在水基钻井液中的降滤失作用机理。结果表明:新研制的疏水缔合聚合物/纳米二氧化硅降滤失剂有优异的降滤失作用,尤其是HTHP降滤失效果显著,200℃/16h的HTHP滤失量仅为20.5mL;此外,FLR-1也可显著改善钻井液体系的流变性能,且具有优良的抗盐能力。在高温高压环境下,具有独特微交联结构的FLR-1分子通过化学吸附作用、水化作用、疏水缔合作用及微纳米粒子自组装作用,能较好地稳定钻井液液相黏度,合理保持钻井液中固相粒子的粒径分布,形成薄而致密的泥饼,从而有效控制钻井液的HTHP滤失量。