钻井液降黏剂分子中离子基团对其降黏效果的研究

为深入研究聚合物降黏剂分子结构与性能的关系，文章以丙烯酸、苯乙烯磺酸钠、N,N-二甲基丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵为单体，采用自由基聚合法，制备了聚合物DMAA、聚合物DMSS和聚合物DMAD三种降黏剂。研究了三者在淡水、盐水基浆中的降黏效果与耐温抗盐性能；采用流变性测试与电位测试相结合的方法，分析了降黏剂分子中羧基、磺酸基、季胺盐等离子基团在不同基浆中作用效果。结果表明，上述降黏剂均能有效降低钻井液基浆的黏切。具体来看，分子链中含有大量羧基的DMAA在淡水浆中的降黏作用优于DMSS和DMAD,其在淡水浆中180℃老化后的降黏率达86%,对表观黏度和动切力的降低率分别达69%和95%,且其降黏效果受高温老化(180℃)的影响较小，抗温性能优良；由于两性离子降黏剂DMAD的分子内存在离子键，具有更强的抗盐能力，所以其在盐水浆中的降黏效果最好，180℃老化后，DMAD对盐水浆的降黏率达69%,对表观黏度和动切力的降低率分别达67%和78%。