高性能水基钻井液增黏剂研发思路探讨

《高性能水基钻井液增黏剂研发思路探讨》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第29卷第4期钻井液与完井液V_o1．29No．4学兔兔www.xuetutu.com2012年7月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDJuly2012【专论】高性能水基钻井液增黏剂研发思路探讨谢彬强，邱正松，黄维安，沈忠厚，杜声，路方利(1．中国石油大学(华东)石油工程学院，山东青岛；2．中石化西南油气分公司物资供应处，成都；3．渤海钻探第五钻井工程分公司，河北河间)谢彬强等．高性能水基钻井液增黏剂研发思路探讨[J]．钻井液与完井液，2012，29(4)：75—8O．摘要分析了常用钻井液增黏剂在应用于高温高盐地层时存在的问题，

2、总结了当前提高增黏剂耐温抗盐性能的技术措施，主要包括：优选且向增黏剂分子中引入更强效能的功能性单体，利用其刚性、位阻效应及可能存在的基团问的缔合结构等来提高增黏剂的耐温抗盐能力；向增黏剂分子中引入具有双官能团的交联共聚单体或利用交联剂与增黏剂分子中的可交联官能团交联，从而形成可控交联的分子结构。最后分析提出了高性能钻井液增黏剂的研发思路。关键词水基钻井液；增黏剂；耐温抗盐聚合物；研究进展中图分类号：TE254．3文献标识码：A文章编号：1001．5620(2012)04—0075—06增黏剂作为钻井液处理剂中的关键剂，一直是其在酸性、碱性条件下的水解

3、反应非常快，在中性钻井液工作者的研究热点之一。统计资料表明，增条件下的水解速率随着温度升高而迅速加快。当酰黏剂是目前品种最多的钻井液处理剂，同时也是20胺基团的水解度超过一定程度后，就会造成聚合物世纪90年代以来开发新产品较多的处理剂。随着溶液的黏度损失，这种现象在盐水中更为明显。以石油勘探开发向海洋、复杂地层、深井方向发展，聚丙烯酰胺为例，当温度高于70时，聚丙烯酰对增黏剂在耐温抗盐性能方面提出了更高的要求，胺在水中水解反应显著加速。在淡水中，由于羧基由于传统增黏剂性能的局限性，已难于满足油气井的电性排斥作用，使聚丙烯酰胺分子链呈伸展状态，工作液技

4、术领域和应用条件更苛刻的要求。笔者分这有助于提高其增黏能力，研究表明，PAM在水解析了目前常用钻井液增黏剂存在的问题，并提出了度小于50％以前溶液黏度随水解度逐步增大；但在相应的技术措施及新型耐温抗盐钻井液增黏剂的研盐水中，由于羧基的电性被屏蔽，聚丙烯酰胺分子发思路。链呈卷曲状态，水解度或羧基含量越高，其分子在盐水中的卷曲越严重，增黏能力越差。当聚丙烯酰1传统增黏剂存在的问题胺的水解度小于40％时，尽管聚丙烯酰胺分子卷曲非常严重，增黏能力大大下降，但不会出现沉淀现1．1丙烯酰胺类聚合物的降解象；在硬水中，当聚丙烯酰胺当水解度达40％以丙烯酰胺类聚合物

5、的降解包括化学、剪切降解上时就很容易和多价金属离子，尤其是Ca、Mg等。在高温条件下，丙烯酰胺类聚合物水溶液主要离子形成络合物产生絮凝，使溶液黏度损失严重。发生由热、盐和氧引起的化学降解作用，其主要包在室温下此类聚合物水溶液比较稳定，但在室括水解作用和氧化作用2种反应[1-5]。外条件下热稳定性并不好，在较高的温度下会出现该类聚合物分子中的酰胺基团易水解成羧基，明显的聚合物降解现象。以聚丙烯酰胺为例，当温基金项目：十二五重大专项“长位移大斜度井井壁稳定与轨迹防碰精细研究”(2011ZX05021—004)资助项目。第一作者简介：谢彬强，工程师，在读博

6、士研究生，主要从事油气井工作液方面的研究。地址：青岛经济技术开发区长江西路66号；邮政编码266555；电话13854601162；E-mail：xiebinqiang1981@163．corn学兔兔www.xuetutu.com76钻井液与完井液2012年7月度超过9O℃时，聚丙烯酰胺会发生严重的热降解，分子结构的基础上进行改进具有较大难度。因此，短时间内就能使其水溶液黏度损失80％以上，从而深化耐温抗盐聚合物增黏剂的基础研究是目前钻井失去使用价值。这是因为在常温下水溶液中氧引起液界所面临的主要任务之一。的氧化降解并不重要，然而在高温和存在活性杂质

7、(聚合物在工业生产过程和使用过程中带人的杂质，2提高耐温抗盐性能的主要途径包括过氧化物、还原性有机杂质以及过渡金属离子近年来，国内外学者对聚合物的增黏作用机理、等起着活化剂作用，产生活性自由基碎片，促进聚热降解和耐盐性机理以及聚合物的结构与耐温、耐合物的氧化降解反应)的情况下，即使微量的氧也盐性能的关系作了大量研究，以期研制出具有优良会引起聚合物严重的氧化降解(聚合物主链断裂)，耐盐性的聚合物增黏剂。目前耐温抗盐聚合物增黏导致溶液的黏度急剧下降，丧失使用价值。而在缺剂的研制已成为国内外水溶性聚合物的研究热点。氧条件下聚合物主链断裂则不易发生。热氧化反

8、应当前提高聚合物耐温抗盐性能的途径有以下几种。引起的聚合物主链断裂，是造成聚合物溶液黏度大2．1引入更强效能