反相微乳液SSS／AA／AM三元共聚物钻井液降滤失剂

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1、学兔兔www.xuetutu.com第27卷第5期钻井液与完井液、，01．27NO．52Ol0年9月DRILLINGFLUID&COMPLET10NFLUIDSept．2010文章编号：1001—5620(2010)05—0018-04反相微乳液SSS／AA／AM三元共聚物钻井液降滤失剂姚杰，马礼俊，万涛，关红伟，王忠交(1．南阳市金马石油化工有限公司，河南南阳；2．成都理工大学材料与化学化丁学院，四川成都)摘要以苯乙烯磺酸钠(SSS)、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体，失水山梨醇单甘油酯(Span80)和失水山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚(Tween80)为复合乳

2、化剂，环己烷为油相，(NH)SO、NaHSO为引发剂，采用反相微乳液聚合方法，合成一种水溶性三元共聚物。分别利用红外光谱仪和差热分析仪研究了聚合物的结构和热稳定性，该共聚物的开始失重温度为225。C，在500。C时，该聚合物的残留率仍然保持在40％以上。利用旋转黏度计、失水仪和扫描电镜为评价工具，对共聚物钻井液的性能进行评价。结果表明，SSS／AA／AM共聚物钻井液具有良好的降滤失、耐温、抗盐、抗Ca2、Mg污染能力。关键词反相微乳液；钻井液；SSS／AA／AM共聚物；降滤失剂；耐温抗盐中图分类号：TE254．4文献标识码：A目前，聚合物降滤失剂主要采用水溶液聚合

3、油酸酯聚氧乙烯醚(Tween80)、(NH4)2S2O8(APS)、法和反相乳液聚合法制得，但2种方法制得的产物NaHSO，NaC1，以上均为分析纯。均存在转化率和反应速率低、高分子链分布不均匀78HW-1型恒温磁力搅拌器，AB104一N型电子等缺点。]。在乳液聚合的基础上，又出现了一种天平，101A．OD型电热鼓风恒温干燥箱，TENSOR27新的聚合方法——微乳液聚合。由于微乳液聚合型红外光谱仪，NetzschSTA409PC型差热分析仪，成核机理不同于普通乳液聚合，被赋予许多新颖特ZNN．D6型六速旋转黏度计，SD3多联中压失水仪，征：产物相对分子质量高、聚合

4、快速、稳定，胶乳S-530型扫描电镜。产品稳定、易于贮存J。因此，以SSS、AA和1．2合成AM为共聚单体，Span80和Tween80为复合乳化分别将200mL环己烷、15．6g复配乳化剂剂，环己烷为油相，(NH)SO、NaHSO为引发(Span80与Tween80质量比为3：1，亲水亲油平衡剂，采用反向微乳液聚合方法合成出了一种新型钻值为7．5)加入到装有冷凝管、搅拌子和恒压滴液漏井液滤失剂。使用红外光谱仪和差热分析仪研究了斗的三口烧瓶中，搅拌均匀。将一定量的SSS、AA共聚物的结构和热稳定性，并评价了SSS／AA／AM及AM单体混合均匀后置于烧杯中，再向烧杯

5、中加三元聚合物在钻井液中的性能。入适量蒸馏水配制成单体总浓度为20％的透明溶1实验部分液。将上述透明溶液加入到三口烧瓶中与环己烷和复配乳化剂形成反相微乳液，放人到恒温水浴磁力1．1主要原料与仪器搅拌锅中升温至50。C，然后分别将一定量的APS苯乙烯磺酸~(sss)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺和NaHSO引发剂(摩尔比为10：7)水溶液滴加到(AM)、膨润土，以上均为工业级；无水乙醇、环微乳液中，反应3h，经反相微乳液共聚合成水溶己烷、失水山梨醇单甘~(Span80)、失水山梨醇性聚合物。最后，将合成的水溶性聚合物用乙醇第一作者简介：姚杰，1983年生，2009年获成

6、都理工大学化学工艺专业工学硕士学位，现在主要从事钻井液、完井液、驱油剂等油田化学品的合成与应用研究工作。地址：河南南阳油田西环路中段金马公司；邮政编码473132；电话18737732761；E—mail：s~ian1983@qq．tom。学兔兔www.xuetutu.com第27卷第5期姚杰等：反相微乳液sss／AA／AM三元共聚物钻井液降滤失剂19沉淀，并去除表面活性剂，放人干燥器中于50。C从图1、图2可知，转化率随着引发剂含量的恒温干燥24h，得到白色块状固体，研成细粒，保增加而增加；当引发剂含量为1％时，反应3h后存在干燥器中备用。的转化率最高，但当引发

7、剂浓度超过l％后，聚合反应速率反而降低。这是因为引发剂浓度过低时，1．3性能测试方法和基浆配制产生的初级自由基浓度过低，因此聚合反应难以引采用BrukerTENSOR27型傅立叶红外光谱仪发或反应时间长；随引发剂浓度增加，在单位时间(FTIR)测定了水溶性聚合物的特征吸收峰。用内分解产生的初级自由基的数目增加，从而提高了NetzschSTA409PC同步热重差热分析仪进行差热反应速率；当引发剂浓度达到一定数值时，聚合反分析(TGA)，N，气氛，升温速率为10。C／min，进应比较完全，转化率最高，此时冉增加引发剂浓度，样量为48～60mg。采用S一530型扫描电镜

8、观察聚可能