白油基钻井液用有机土的研制

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1、学兔兔www.xuetutu.com第26卷第5期钻井液与完井液Vo1．26NO．52009年9月DRILLINGFIUID&COMPLETIONFIUIDSept．2009文章编号：1001—5620(2009)05—000103白油基钻井液用有机土的研制王茂功王奎才李英敏王发云(中国石油集团钻井工程技术研究院，北京)摘要通过利用十二炕基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵与提纯钠基膨润土发生置换反应，再用高分子量聚合物SOPAE进行插层，制备了系列白油基钻井液用有机土。采用FTIR、XRD、SEM、TEM、胶体率、流变性、滤失量对有机土性能进行了

2、表征与测试。结果表明：插层剂能进入蒙脱石晶层间与其表面发生化学键连，可使晶层间距增大至2．694ntrl，使有机土片层极其疏松；插层剂加量为1．5CEC的有机土W15性能最好，其在5白油中的胶体率、塑性黏度、动切力和滤失量分别达到99、13．0mPa·S、3．5Pa和28mI，且在150℃热滚16h后胶体率、黏度和切力增加，滤夫量降低，表明有机土w15具有较好的增黏提切和耐高温性能，在高温下更有利于有机土晶片的分散成胶。关键词有机土；制备；插层剂；季铵盐阳离子表面活性剂；油基钻井液中图分类号：TE254．4文献标识码：A随着石油勘探开发的不断深入和社会对环保问和OTMA

3、水溶液分别与提纯钠基膨润土浆在恒温题的逐渐重视，白油基钻井液由于具备油基钻井液水浴中发生多次置换反应，当反应完全后加入高分的优点并对环境无污染，因此得到广泛的研究]。子量聚合物插层剂SOPAE，反应6h，将反应体系但是对白油基钻井液中的重要组成部分有机土的研静置分层、洗涤、过滤，真空干燥后制得白油基钻井究却很少，其相关文献报道也几乎没有。有机土在液用有机膨润土。通过改变插层剂加量分别制备了钻井液中主要起增黏提切的作用，因此其性能的好系列有机膨润土Wl3、W14、Wl5和w16，它们对应坏将直接影响钻井液的流变性和携岩能力。目前市的插层剂加量分别为1．3、1．4、1．5和

4、1．6CEC。场上的油基钻井液用有机土在白油中的凝胶性和增1．3有机土性能测试与表征黏提切效果普遍较差，因此对白油基钻井液用有机1．3．1试样表征土的制备进行了研究。使用ThermoNicoletNEXUS型红外光谱仪对1实验部分试样进行红外谱图分析；使用日本理学D／max2500型X射线衍射仪对试样晶相结构进行测定，采用粉1．1实验材料末法，Cu靶，管电压为40kV，管电流为100mA，扫高分子量聚合物插层剂SOPAE；十二烷基三描范围为2。～10。；使用TEScANVEGAⅡ型扫描甲基氯化铵(DTMA)；十六烷基三甲基氯化铵(CT电镜对试样微观形貌进行测定；使用荷兰

5、菲利普MA)；十八烷基三甲基氯化铵(OTMA)；提纯钠基TecnaiG2F20型透射电镜对试样层问间距进行测膨润土，其主要成分为：60．37SiO，24．52定。Al2O3，0．04TiO2，1．20Fe2O3，0．29FeO，1．3．2性能测定3．38MgO，0．16CaO，0．14K2O，0．006MnO，1)胶体率。称取4．0g的有机土(精确至0．012．86NaO，烧失量为7．05，阳离子交换容量g)，倒入装有200mL5白油的高搅杯中，在4000(CEC)为93mmol／100g土。r／min下搅拌10rain，使有机土充分分散，然后量取1．2有机土的制备10

6、0mI混合液倒入100mL具塞量筒中，静置，将季铵盐阳离子表面活性剂DTMA、CTMA同时以秒表计时，记录90min时上层游离白油第一作者简介：王茂功，博士，1977年生，毕业于天津大学高分子专业，现在从事低毒环保钻井液技术研究_T-作。地址：北京市海淀区学院路2O号实验区5区515室；邮政编码100083；电话15801652338；Email：sunshine2008@yeah．net。学兔兔www.xuetutu.com2钻井液与完井液2009年9月的体积()，按下式计算胶体率。2．2红外谱图胶体率=(100--V)／loo×100图2为提纯钠基膨润土和有机土w1

7、5的红外2)流变性。①常温实验。称取10．5g的有机谱图。在图2中，3620CEll(一OH伸缩振动)、土，倒入装有350mL5白油的高搅杯中，在30003425cm(H2O伸缩振动)、1640cm(H2O弯曲r／min条件下搅拌10min，使其分散，然后在11000振动)、1045cm(Si—O伸缩振动)、520cmr／min下高速搅拌10min，在25C下测定表观黏(Al一0一Si弯曲振动)和460cm(si—O—Si弯度、塑性黏度和动切力。②高温实验。将上述配制曲振动)为膨润土的特征峰；2920cm(一CHz一的5白油胶体溶液装入高