国内天然材料改性钻井液处理剂现状分析

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1、第14卷⋯第⋯5期30AD精VA意NCES石INFI油NEP化ETR工OCH进EMIC展ALS国内天然材料改性钻井液处理剂现状分析王中华1’2(1．中国石化中原石油勘探局；2．中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院：河南濮阳457001)[摘要]对近年来国内天然材料(包括淀粉、纤维素、腐殖酸、木质素及栲胶等)改性钻井液处理剂的研制及应用现状进行了综述与分析。尽管对天然材料改性钻井液处理剂的研究较多，但缺乏新的改性手段，且改性研究分布不均，对改性难度小、原料价格相对较低的淀粉、木质素和腐殖酸的研究较多，而对于改性难度大、成本相对

2、较高的纤维素、栲胶等的研究相对较少。指出应探索新的改性途径，深度改性，研制绿色、价廉的天然材料改性钻井液处理剂。[关键词]钻井液处理剂淀粉纤维素腐殖酸木质素栲胶近年来国内在天然材料改性钻井液处理剂研的抗温性能和提高钻井液的黏度与切力HJ。以究方面又取得了一些新成果，但就整体情况看，合环氧氯丙烷、苯基有机胺、羧甲基淀粉钠盐等为原成研究的报道较多，而实际投人生产和应用的产料制备的苯基阳离子淀粉降滤失剂，具有良好的品却很少。与过去的工作相比⋯，多数研究存在热稳定性，在160℃高温滚动16h后，常温中压重复现象，产品性能和改性方法并没有突破

3、性进滤失量仅为8．4mL"j。上述研究为提高淀粉改展。由于天然材料来源广、价格低、绿色环保，为性处理剂的抗温能力提供了新的途径。满足深层及复杂条件下，尤其是环境保护及页岩1．1．2淀粉接枝共聚物气开发的新要求旧J，今后仍然需要加强天然材料接枝共聚改性是提高淀粉改性产品抗温能力改性处理剂的研究，通过深度改性来提高天然材的途径之一，接枝共聚物主要采用丙烯酰胺、丙烯料改性处理剂的性能，扩大应用范围。酸及其他阴离子或阳离子单体与淀粉反应制得。以J7v，Ⅳ7一亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，过硫酸铵1天然材料改性处理剂现状为引发剂合成的高黏度抗剪切

4、丙烯酸钠淀粉接枝钻井液用天然材料改性处理剂的原料主要有共聚物，在盐水及饱和盐水钻井液中均具有较好淀粉、纤维素、植物胶、腐殖酸、木质素和栲胶等，的增黏和降滤失作用怕1。以玉米淀粉与2一丙烯由于其来源广、价格低廉、绿色环保，因而得到了酰胺基一2一甲基丙磺酸、二烯丙基二甲基氯化广泛的研究与应用。根据材料及改性方法不同，铵、丙烯酰胺单体接枝共聚得到的两性离子改性天然材料改性处理剂在钻井液中可以起到增黏、淀粉钻井液降滤失剂，在淡水基浆、盐水基浆、人降滤失、降黏、防塌、堵漏等不同作用。工海水基浆中均具有较好的降失水性能，加入1．1淀粉改性处理剂

5、0．6％该产品的淡水钻井液在180℃下热滚16h1．1．1淀粉醚化改性产物后性能无明显变化¨J。将淀粉与丙烯酰胺淀粉醚化改性是淀粉最基本的改性方法。以(AM)、丙烯酰氧基三甲基溴化铵和苯乙烯磺酸羧甲基淀粉为代表的淀粉改性产品是饱和盐水钻钠接枝共聚制备的淀粉接枝聚合物，具有较好的井液的理想降滤失剂，但其抗温能力不足，因此提降滤失性和耐温抗盐能力”J。淀粉与AM、丙磺高抗温能力是淀粉醚化改性的主要目标。围绕提酸单体的接枝共聚物，热稳定性较好，抗盐抗钙能高淀粉改性产物的抗温性，在合成羧甲基淀粉钠力较强[9]。由淀粉与乙烯基单体接枝共聚制备

6、(SCMS)的过程中通过引入水溶性硅酸钠合成了硅改性的SCMS降滤失剂(Si—SCMS)，用其处理的钻井液，与SCMS降滤失剂相比，抗温性能显著收稿日期：2013—04—24。提高∞]。由淀粉、瓜尔胶在碱性条件下与环氧化作者简介：王中华，教授级高级工程师，中原石油勘探局副总工程师，主要从事油田化学研究和钻井液技术管理工作。物反应制备的增黏剂，可提高深井无固相钻井液312013年9月王中华．国内天然材料改性钻井液处理剂现状分析的抗高温钻井液降滤失剂可生物降解，在150～(LV—CMC)，其性能符合钻井液的要求，既降低170℃高温环境下

7、的钻井液仍具有优异的降滤失了生产成本，又使废纸得到充分利用¨0。H1。性能，并且抗盐至饱和¨0

8、。上述研究不仅提高了1．3木质素改性处理剂淀粉改性处理剂的抗温能力，也拓宽了淀粉改性1．3．1木质素磺酸盐的金属配合物处理剂的应用范围，但鲜见关于其应用的报道。木质素磺酸盐的铁、铬配位改性产物是最早1．1．3烷基糖苷应用的钻井液降黏剂之一，而无铬木质素磺酸盐烷基糖苷作为淀粉的下游产品之一，因烷基降黏剂是其发展方向。由酸法造纸废液、硫酸亚糖苷钻井液流变性、润滑性、防塌抑制性以及环保铁、硫酸、双氧水、高锰酸钾等反应制备的铁锰木等综合性能优越，

9、近年来深受重视。例如以淀粉质素磺酸盐，对环境无污染、热稳定性好、成本低、为主要原料合成的新型多羟基糖苷防塌剂降黏能力强，同时具有良好的降失水性和较强的DTG—l，用其配制的钻井液具有组成简单、流变抗电解质能力心2I。由木质素磺酸盐与铁