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1、第26卷第2期西南石油学院学报Vol.26No.22004年4月JournalofSouthwestPetroleumInstituteApr2004文章编号:1000-2634(2004)02-0057-03X抗高温降滤失剂PAX的合成及性能1112许娟,黄进军,李春霞,彭修军(1.西南石油学院石油工程学院,四川南充637001;2.西南石油分公司天然气研究院)摘要:采用氧化还原体系以2O丙烯酰胺基O2O甲基丙磺酸(AMPS),丙烯酰胺(AM),等乙烯基单体为基本原料合成出了新型抗高温二元共聚物PAX系列处理剂。该降滤失剂在220℃的高温下及饱和盐水中具有良好的降滤失作
2、用。关键词:降滤失剂;合成;钻井液;深井泥浆中图分类号:TE254.4文献标识码:A级;引言(2)丙烯酰胺(AM),工业级;随着石油勘探开发向深部地层和海上发展,钻(3)过硫酸胺和氢氧化钠,分析纯。遇地层条件日趋复杂,钻井深度的增加,钻井作业对1.2合成钻井液处理剂的抗温性要求越来越高,促使油田化(1)在一定量的水中溶入适量的氢氧化钠,然学工作者致力于开发新型钻井液处理剂。其中降滤后加入AMPS,在不断搅拌下使其充分溶解后,再加失剂是重要的一类钻井液添加剂,我国对钻井液降入AM,调其pH值至反应所要求值。滤失剂的研究在90年代有重大的突破性进展,获得(2)将配制好的单体溶
3、液体积的1/10倒入装有了各类降滤失剂,如合成聚合物为主,淀粉及其衍生适量水并带有搅拌器的反应器中,加入引发剂。[1]物、腐殖酸及其衍生物、树脂类降滤失剂等。但它(3)将剩余的单体溶液倒入分液漏斗中,以滴们的抗温能力有限,不能抵抗220℃及以上的高温。加的形式将溶液滴入反应器中。尽管油基钻井液具有抗温能力高和润滑性能好等优(4)在反应温度60℃下搅拌一个小时后,反应点,但是对环境的污染严重。随着世界对环保的概开始,体系的粘度逐渐增加,得到凝胶状产物,将产念增强及日益严格的环境要求,抗高温水基钻井液物用丙酮洗涤后,在110℃左右下烘干,粉碎后制得体系由于能在一定程度上代替油
4、基钻井液而受到钻淡黄色或白色的粉末状产品。[2]井液研究工作者的高度重视。国外在20世纪801.3基浆的配制[3]年代初期就开始研制抗高温的降滤失剂。我国量取10L70℃左右的自来水于桶中,边搅拌边在近年开始致力于这方面的研究。加入400g膨润土,然后在高速搅拌1～2h,室温静本文经过大量的实验,研制出了一种新型的抗置陈化24h后备用。高温聚合物降滤失剂PAX。它是AMPS/AM二元1.4性能测试[4]共聚体的聚合物,通过过硫酸根引发自由基聚合而(1)共聚物特性粘度测定制得。用乌氏粘度计在(30±1)℃左右下测定共聚物的特性粘度,溶剂为1mol/l的氯化钠溶液,聚合物1实
5、验部分浓度为0.0005～0.0010g/l。(2)共聚物性能评价取基浆300ml,加入一定量1.1主要原料的共聚物样品,高速搅拌使其完全溶解后装入高温(1)2O丙烯酰胺基O2O甲基丙磺酸(AMPS),工业罐中,然后放入高温热滚炉在220℃老化16h后,取X收稿日期:2003-04-17基金项目:CNPC重点研究项目“钻井液前沿技术研究”的部分内容(石工167)。作者简介:许娟(1978-),女(汉族),四川泸州人,硕士,从事化学工程与工艺研究。58西南石油学院学报2004年出用2NNOD6型六速旋转粘度计测量其流变形参数,端各有一个C=C,引发剂过硫酸铵是一种配位化合用
6、2NS型失水仪测量泥浆的滤失量。物,这种化合物在组成上的特点是由一个或几个正离子作为中心,有若干个负离子或中性离子按一定2实验结果与讨论的空间位置排列在中心离子的周围,与其结合。所以在引发自由基聚合时,两个单体中的C=C断裂,2.1合成原理两端的C各产生一个自由电子,这样便结合形成长本实验是采用过硫酸胺作为引发剂引发自由基链。聚合。实验中所采用的两种主要原料的分子式如2.2合成条件对共聚物性能的影响下:合成条件对共聚物降滤失剂性能的影响比较AM的分子式为大,在优选合成条件时,重点考查了引发剂加量和介O质pH对产品分子量(特性粘度)和降滤失效果的影响。CH2CHCNH22.
7、2.1引发剂的影响AMPS的分子式为引发剂的用量对特性粘数和滤失量的影响从图OCHO1和图2上可看出,在反应条件相同的情况下,随着引发剂用量的增多,共聚物的特性粘数是一个先快CH2CHCNHCCH2OSH速增大,后逐渐减小的过程。从引发剂对滤失量影CHO响来看,随着引发剂用量的增加,失水量则是慢慢减从上两式中可以看出:AM和AMPS分子式的两少。这是因为随引发剂浓度增加,在单位时间内分实验结果表明,随着pH的升高,共聚物的特性解产生的初级自由基的数目增加,从而提高了聚合粘数也随着增大。而泥浆的失水量则是先降低,然反应速率。另一
