聚合醇处理剂的作用机理及聚合醇钻井液的应用

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1、聚合醇处理剂的作用机理及聚合醇钻井液的应用向兴金肖稳发岳前声王昌军(江汉石油学院化学工程系，荆州434102)李自立莫成孝刘自明余志杰(中海石油技术服务泥浆公司，北京101601)会议地点：江西省南昌市会议时随：1999年6月29日至7月3日目录一聚合醇处理剂的浊点效应二聚合醇儿x在枯土上的吸附特性三聚合醇JLX界面活陛四聚合醇与有机大分子处理剂相互作用五聚合醇对钻井液性能的改善六聚合醇钻井液(PEM)现场应用七结论与认识摘要聚合醇JLX是一种新型的泥浆处理剂，是协调钻井工程技术和环境保护之间矛盾的产物。现场应用表明：聚台醇具有优异的防塌、润滑和保护油气层等特性；本文通过实验对聚

2、台醇的作用机理进行了研究：(1)聚合醇处理剂的浊点效应聚合醇为一非离子型低分子聚合物，具有浊点效应。考察了聚合醇浓度、无机处理剂、有机高分子处理剂、体系等对聚合醇浊点的影响，结果表明，这些因素均能导致聚合醇浊点的下降。(2)聚合醇JLX在粘土上的吸附特性利用分光光度法研究了聚合醇在粘土上的吸附特性。从吸附平衡时间、吸附等温线的形状、无机盐的种类及加量、温度等对聚合醇吸附量的影响等方面的研究，获得了一些有规律的认识，其中温度对吸附量的影响最为显著，随温度升高，吸附量增加，当温度超过其浊点温度时，聚合醇发生相分离作用，在粘土表面形成一层憎水的油膜，利于防塌润滑。(3)聚合醇JLX界面

3、活性测定了聚合醇泥浆滤液与煤油的界面张力，聚合醇的加入能降低油水界面张力，对保护油气层非常有利。(4)聚合醇与有机大分子处理剂相互作用聚台酵与聚合物存在着相互作用，其结果导致聚合物在粘土上的吸附量减少，控制了聚合物与粘土的桥联作用。(5)聚合醇能改善钻井液的性能A能提高聚合物泥浆的防塌润滑性性；其效果与聚合醇浊点有关。B对聚合物泥浆有一定的稀释降粘作用，并能提高聚合物泥浆的高温高压稳定性：C超过其浊点温度时，能降低泥浆的高温高压失水，并使泥饼光滑致密；D聚合醇低的荧光性满足地质录井的需要：低的生物毒性能满足环境保护的需要。E聚合酵处理剂能提高聚合物泥浆的抗海水污染、抗劣质土固相侵

4、污、抗钙、抗镁能力，使泥浆性能易于维护。最后阐述了聚台醇钻井镀(PEM)在油田现场中的应用情况。关键词聚合醇；钻井液处理剂；钻井液性能；机理研究；现场应用聚合醇处理剂研究是在现有聚合物钻井液的基础上，如何进一步提高其防塌抑制性能：如何进一步改善润滑性能、避免使用对环境有不良影响的油基润滑剂；如何提高地质录井对油气层的识别能力和钻井过程中的储层护护；如何改善环保特性，在环境敏感地区替代油基钻井液的应用的背景下开展的。国外于本世纪80年代开始研究，90年代初投入应用。在国内，江汉石油学院于90年代初开始研究，95年投入现场应用，聚合醇钻井液室内研究和现场应用证实，其具有优良的防塌抑制

5、性、润滑、储层保护特性，提高钻井液的抗温性，维护使用简单方便等优点，但在聚合醇作用机理的研究和认识上国内外文献报道甚少，这对如何使用好聚合醇处理剂十分不利。因此文章对聚合醇的浊点效应、吸附量、界面活性、同有机处理剂之间的相互作用，以及这些特性与钻井液工程性能之间的关系进行研究和论述，并简要介绍了聚合醇钻井液的现场应用情况。一聚合醇处理剂的浊点效应聚合醇JLX为非离子‘型低分子嵌段共聚物，其性能显著受各链段长度的影响，聚合醇既具有一般聚合物的特性，同时也具有非离子表面活性剂的一般特征。非离予表面活性剂性能受温度影响较大。为了认识温度对聚合醇性能的影响，研究了钻井液处理剂及体系对聚合

6、醇浊点的影响这部分内容。所谓浊点，又称雾点，是指非离子型表面活性剂水溶液受热而变浑浊或冷却又变澄清时所对应的温度。影响浊点的因素很多，重点研究了聚合醇本身和钻井液体系中常见的处理剂对聚合醇浊点的影响规律。实验结果见图1．1～图1-6。对聚合醇处理剂的浊点效应的认识：1聚合醇处理剂本身确实存在浊点行为，浓度升高浊点降低。一方面原因是分子量分布有一定范围，另一方面是更易形成胶束和胶束聚集数变大所致，浊点的严格测定是指1．O％的处理剂水溶液。2聚合醇的浊点随无：帆盐加量增加而逐渐降低，5％的NaCl、KCl使聚合醇浊点降低10---15℃左右，5000ppm的ca2+、M矿+离子使聚合

7、醇的浊点降低5～lO℃左右。3聚合醇的浊点随有机处理剂浓度增加是先升高而后逐渐降低，有机处理剂浓度在0．10---0．20％范围，聚合醇的浊点基本稳定在本身浊点值；有机处理剂浓度在0．25-030％范围，其浊点下降5℃左右。4在80A51聚合物钻井液，以及钻井液KCl加量小于3％时，聚合醇的浊点降低10℃左右，若KCl加量进一步增加，其浊点还会进一步降低，当KCl加量为8％时，其浊点降低20℃左右。图卜1聚合醇浓度对其浊点的影响图1-2KCI和haCl及其加量对Ju【浊点的影响图