钻井液降失水剂的合成研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com石油与天然气化工CHEMICALENGlNEERINGOFOIL＆GAS2008钻井液降失水剂的合成研究袁志平黄志宇张太亮(西南石油大学化学化工学院)摘要在钻井过程中，加入降失水剂能在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤饼，尽可能降低钻井液的滤失量。本实验采用丙烯酰胺(AM)、阳离子单体HMC一1与磺甲基丙烯酰胺(SMAM)三元共聚得到一种两性离子钻井液用降失水剂。室内评价结果表明，该降失水剂能够降低钻井液的失水

2、量，且能够改善钻井液的流变性，降低钻井液的稠度，具有良好的抗盐、抗钙能力。关键词丙烯酰胺HMC一1降失水剂性能评价降失水剂是钻井液外加剂的重要组成部分。随在60％恒温水浴中反应5h后，敞开瓶口，继续反应着石油钻探向深井、超深井和海上钻井方面发展，钻4h后得到淡黄色液体，即磺甲基丙烯酰胺。遇地层日趋复杂，对钻井液抗温和抗盐性能提出了1．2．2钻井液降失水剂的合成更高的要求。采用含磺酸基的乙烯基单体与丙烯酰(1)用电子天平称取适量丙烯酰胺加入100胺等单体形成的共聚物，可以明显改善聚合物处理mL广口瓶

3、中，用适量蒸馏水溶解，将广口瓶置于恒剂的抗温和抗盐能力¨。本实验利用丙烯酰胺的温65℃水浴锅中，启动搅拌器。用电子天平称取适改性，先引入磺酸基(一SO)，它的水化能力强、耐量磺甲基丙烯酰胺加入广口瓶中，再用天平称取适温耐盐性能好，再加入阳离子单体HMC一1，合成一量HMC一1加入广口瓶中，用氢氧化钠调节pH值种多元两性离子降滤失剂。在引入阳离子单体后，至8～9，待充分搅拌后，用移液管加入适量的引发该产品在改善钻井液流变性能、降低水眼粘度、稳定剂，在恒温水浴中反应一段时间得到产品。井壁以及控制地层造

4、浆等方面有着阴离子型降滤失(2)产品的提纯。在玻璃棒的搅拌下，将一定剂无法比拟的优点，尤其是抗高价金属离子污染能量的丙酮缓慢倒人粗产品中，得白色物质，在漏斗中力强，能满足高压喷射钻井和优化钻井的需要。用滤纸过滤上述物质，过滤完毕后，将滤纸放人干燥1实验部分器中干燥5h，得到白色降失水剂固体。1．1主要药品和仪器1．3最佳反应条件的确定药品：丙烯酰胺；甲醛；亚硫酸氢钠；过硫酸铵；1．3．1阳离子度、阴离子度对失水量的影响氢氧化钠；阳离子单体HMC一1；氯化钠；氯化钙。反应温度65℃、引发剂加量为单体

5、总质量仪器：多联失水测量仪；恒温水浴锅；电磁搅拌0．3％，反应时间4．5h，阴离子度分别为60％、器；变频高速搅拌机；六速旋转粘度计。50％、40％、30％、20％。考察阳离子度、阴离子度对1．2实验步骤钻井液失水量的影响，用ZNS03—14多联失水测量1．2．1丙烯酰胺的改性仪测定钻井液的失水量，以阳离子度为横坐标，钻井称取适量丙烯酰胺于400mL广口瓶中，加适量液失水量为纵坐标作图1。从图1可知：在阳离子蒸馏水溶解，完全溶解后，将广口瓶置于60％恒温度为l5％时，钻井液的失水量较低，随着钻井液

6、降水浴中。再称取适量甲醛与亚硫酸氢钠置于100失水剂中阳离子度的不断上升，钻井液的失水量是mL烧杯中，用适量蒸馏水溶解亚硫酸氢钠，完全溶一个变化的曲线，先降低再逐渐上升。这是因为如解后，将甲醛与亚硫酸氢钠同时加入400mL广口瓶果单体中阳离子的比例高，将使聚合反应变得困难，中，充分搅拌混合，用氢氧化钠调节pH值为9～11，从而使降失水剂相对分子质量下降，导致失水量上维普资讯http://www.cqvip.com学兔兔www.xuetutu.com第37卷第4期钻井液降失水剂的合成研究341升。因

7、此，阳离子最佳加量为单体总量的15％。同1．3．3引发剂加量对钻井液失水量的影响时也可从图1得出：当阳离子度含量一定，阴离子度阳离子度为15％，阴离子度为50％，反应温度为50％时，钻井液的失水量较低；随着钻井液降失为65℃，反应时问4．5h，改变引发剂加量合成钻井水剂中阴离子度的不断下降，钻井液的失水量逐渐液降失水剂，考察引发剂加量对钻井液失水量的影增大。这是因为钻井液颗粒带负电，阴离子度高，所响。用ZNS03—14多联失水测量仪测定钻井液的合成的降失水剂中阴离子成分较高，有利于钻井液失水量，以

8、引发剂加量为横坐标，钻井液失水量为纵颗粒的分散。因此，阴离子最佳加量为单体总量的坐标作图3。由图3可知，随着聚合体系引发剂加50％[量的增加，钻井液的失水量呈曲线变化。当降失水剂的相对分子质量一定时，它的降失水能力才是最好的，所以当聚合体系引发剂加量逐渐增大，大分子11．宅：数目也多，使钻井液的失水量下降，但是在引发剂加离子受50％9．离该60％量大于0．4％后，钻井液失水量又上升。由于引发9．离子受40％离亍度30％剂的加量增加导致自由基过多，从而导致合成的产：离亍度20％7．7