成膜性聚合物钻井液降滤失剂的研制及评价

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1、学兔兔www.xuetutu.com第28卷第3期钻井液与完井液、，ol_28No．32011年5月DRILLINGFLUID&COMPLET10NFLUIDMay2011文章编号：1001—5620(2011)03．0009．03成膜性聚合物钻井液降滤失剂的研制及评价马诚，李鹏，蒋官澄，孔瑛(1．中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室，山东青岛；2．中国石油大学(北京)教育部石油工程重点实验室，北京昌平)摘要通过乳液聚合制备出一种两亲性聚合物，配合宏观和微观搭桥剂，构成了一种聚合物基成膜性钻井液降滤失剂，介绍了该处理剂的作用机理。红外光谱分析结果表明

2、，该两亲性聚合物具有大量的羟基，这为形成分子有序体提供了良好的基础，同时高密度羟基能够对页岩产生抑制作用；扫描电镜观察表明，该聚合物可以在滤纸及砂石表面形成坚韧薄膜；宏观搭桥剂的粒径分布集中于160～247m，微观搭桥剂的重均分子量约为4．0×10，其与数均分子量的比值为2-3。室内以淡水钻井液和胜利油田现场钻井液为研究对象，考察了该聚合物的降滤失性能。结果表明，该成膜性降滤失剂的降滤失效果明显，当其加量为2％时，钻井液的中压、高温高压及可视砂床中压滤失性能均优于现有的工业化产品。关键词乳液聚合；成膜性；钻井液添加剂；降滤失中图分类号：TE254．4文献

3、标识码：A随着油气勘探开发领域的不断扩展，传统的过的氮气。控温水浴，剪切乳化搅拌器，搅拌器，高平衡压力钻井技术已经不能满足复杂地质条件的钻温高压滤失仪，可视式砂床中压滤失仪(实验室自井需求之】。近年来兴起了成膜性降滤失剂[3】，在钻制)，扫描电镜，激光粒度仪。井液中加入该处理剂后，依靠聚合物胶束或胶粒界1．2实验步骤H面吸力及其可变形性，可在井壁岩石表面形成封堵将预先精制的苯乙烯(st)、丙烯酸丁酯(BA)、膜，实现近零滤失钻井。与传统降滤失剂相比，这反应性高分子乳化剂按一定比例加入到150mL去种降滤失剂具有适用范围广、成膜速度快、承压能离子水中剪切乳

4、化，转移至带通氮和回流冷凝装置力强、压力反转即可脱落及保护环境等优点。本文的四口烧瓶中，设定水浴温度为80。C，开动搅拌器，通过乳液聚合制备出了一种成膜性两亲性聚合物，分2次向体系滴加过硫酸铵APS，6h后结束反应。该聚合物具有较强的形成分子有序体的能力，可以将得到的乳液按一定比例加入到实验室自制的在一定温度和压力下自组织成膜。同时提出将其与宏观搭桥剂和微观搭桥剂中，得到乳白色黏稠流动宏观搭桥剂和微观搭桥剂复配使用的技术思路制备液体，即为所制得的成膜性聚合物钻井液处理剂。出了成膜性聚合物钻井液处理剂，并对该处理剂的各项性能进行了评价。2结果与讨论1合成实

5、验2．1成膜性聚合物降滤失剂特性成膜性两亲聚合物和宏观搭桥剂的粒径分布如1．1主要试剂和仪器设备图1和图2所示。成膜性两亲聚合物为具有一定粒苯乙烯St，丙烯酸丁酯BA，过硫酸铵APS，反径分布的胶粒状物，可以在一定程度上发生形变，应性高分子乳化剂，均为化学纯；纯度为99．999％起到封堵的效果。通过测定得知，无皂乳液的中粒基金项目：国家重大专项子专题“复杂结构井储层损害评价与保护技术”(2009ZX05009o第一作者简介：马诚，1982年生，在读博士研究生，从事高分子材料的研究工作。地址：山东省青岛市黄岛区长江西路66号；邮政编码266555；电话(0

6、532)86981859；E—mail：kkmc1982@yahoo．com．ca。学兔兔www.xuetutu.coml0钻井液与完并液2011年5月径为O-31m，粒径分布在0．1～0．85岬之问，并物具有大量的羟基，这为形成分子有序体提供了良且集中分布在0．36um附近，粒径分布窗口较窄。好的基础，同时高羟基密度能够对页岩产生抑制作从图2可以看出，宏观搭桥剂的中粒径为178．87用，其成膜效果见扫面电镜图5。由此可知，该聚m，粒径分布集中于16O～247岬，分布较宽，更合物具有良好的成膜性，能够在滤纸及砂子表面形适合于较宽孔喉的封堵。微观搭桥剂为线

7、性高分子，成致密的膜结构。其分子量及分布见图3，可以看出，其重均分子量约为4．0×10，其与数均分子量的比值为2-3。两亲性聚合物的红外谱图见图4。10080抽60鑫4o6庭20!凶OO00．11．010．0100．O粒径范m／ore图1两亲性聚合物的粒径分布8忸6厘田氍!00粒径范围／um图2宏观搭桥剂的粒径分布砂子表面砂子表面成膜图5成膜性降滤失剂成膜的扫描电镜图10O格802．2成膜性聚合物降滤失剂的性能评价州60衽删402．2．1与钻井液的配伍性20嚓配制密度为1．03g／cm的钠膨润土基浆，室内O6．86．66．46．26．05．85．65．4

8、5．25．048养护48h后，加入不同量的成膜性聚合物降滤失剂，分子量分布考察其