降滤失剂的应用现状与发展方向

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1、重庆科技学院钻井液工艺学（论文）题目降滤失剂的应用现状与发展方向院（系）化学化丁学院专业班级学生姓名学号指导教师职称评阅教师职称2013年4月25日降滤失剂的应用现状与发展方向摘要：降滤失剂在石油钻井中是用量最大且最重要的一类处理剂，它对维护钻井液性能稳定、安全高效钻井有着重要的作用。在这方面研究最多、发展最快，且在新型含磺酸基聚合物降滤失剂方面取得了可喜的进展。降滤失剂的研究约占钻井液处理剂的50%,这与降滤失剂在钻井液屮所处的地位和钻井液所面临的新问题有关。降滤失剂产品可分为対大类：颗粒材料和水溶性

2、高分子材料。早期使用的是颗粒材料如膨润土、沥青、硅灰、花生壳、胶乳等，现在实际应用较少。目前，大部分降滤失剂均为水溶性的高分子与合成高分子及它们的改性产品[1'2]o近年来，很多新兴的降滤失剂不断被开发出来，例如聚合物/无机物纳米复合降滤失剂，以2■丙烯酰胺基・2•甲基丙磺酸为基料的多元聚合物，两性离子型共聚物降滤失剂AADM,新型膨润土接枝聚合物钻井液降滤失剂等。1.天然材料及其改性产品纤维素类改性产品以其价廉质优等特性一直受到重视，征对现场应用屮岀现的问题，近年来开展了一系列的研究，如对聚阴离子纤维

3、素的进一步改性，提高了抗盐、抗钙、抗高温及降滤失能力并明显提高了增黏作用。选用锌类纳米材料ZZ作为纳米复合处理剂的原料，采用溶液共混法与乳液共混法为主、机械共混法为辅的共混方法制得的纳米改性材料CMOZZ⑶，改善了钻井液的护胶性能，降低了常温及常压滤失量，也能提高塑性黏度和动切力。淀粉类改性产品多以恤化和接枝为主，可明显提高产品的抗温、抗盐能力，这方面的研究有以玉米淀粉为原料研制的两性离子型改性淀粉降滤失剂CSJ,其阴离子取代度为0.5-O.8,阳离子取代度为0.2-0.4,在淡水钻井液、正电胶钻井液和

4、盐水钻井液中，均有较好的流变性能和降滤失性能，能保持增强止电胶钻丿I：液的结构和流变特性，与止电胶钻丿I：液具有良好的配伍性能，其抗温性能和降滤失效果优于DFD,抗盐可达饱和、抗温可达140°C。改性竣甲基淀粉加量2%的降滤失率约46%,抗盐、抗钙性能较好，具有一定抗温能力⑷。以马铃薯淀粉和氯乙酸为主要原料，通过交联■瞇化制备了交联■竣甲基符合变形淀粉（CCMS）,在饱和盐水泥浆和4%盐水泥浆屮，当CCMS用量分别为MV-CMC质量分数的57%和75%时，就可达到钻井液用MV-CMC的增黏、降滤失水性能

5、指标。为克服竣甲基淀粉类降滤失剂的缺陷，研究人员合成了恤化、接枝热交联淀粉，将这两种产物单独及复配后用作钻井液降滤失剂，醞化淀粉与接枝淀粉复配质量比为1:1时降滤失性能较理想，可达到50%,该产物对环境基木无伤害。高素丽⑸等采用丙烯酰胺、丙烯睛、丙烯酸为单体，在一定温度和引发剂作用下，与淀粉接枝共聚制得AM/AN/AM淀粉四元接枝共聚物，在淡水、饱和盐水和符合盐水钻井液中均有优良的降滤失作用和较好的耐温（抗温＞150°C）、抗盐（抗NaCl至饱和）和抗钙（＞20%）污染的能力，对泥页岩有较强的抑制包被性

6、。2合成类聚合物酚醛树脂和乙烯基聚合物为代表的合成类聚合物降滤失剂种类繁多，具有性能优界、结构易调节等特点，是我国将滤失剂研究的重点。2.1磺化酚醛树脂类磺化酚醛树脂类产品有SMP、磺化木质素磺甲基酚醛树脂（SLSP）和丿求素改性磺甲基酚醛树脂（SPU）。其中SMP在深井盐水浆中有着广泛的应用，以SMP为重要组成的三磺钻井液休系已应用多年。近年來，为了提高产品性能，采用氧化还原引发体系，制备了AMPS、AA、和AM、与SMP的复合聚合物降滤失剂，其耐温性能可达240°C,且具有较好的抗盐效果⑹。以苯酚、

7、甲醛、亚硫酸钠、二甲胺和澳丁烷为原料，APR,具有比SMP更好的耐温抗盐性能，由于引入了阳离子基团，提高了产品的抑制性。在SMP分子中引入季鞍盐基团，得到了两性磺化酚醛树脂ASP-1,提高了产品的降滤失效果，并能更好的抑制地层的膨胀和分散。在碱性条件下，用一步法合成了磺化耗甲基苯酚，其耐温性能叨显提高,性能优于SMP-17JO2.2乙烯基聚合物降滤失剂乙烯基聚合物降滤失剂通常由対种及以上含双键的单体聚合而成，由于可以通过分子设计针对性的提高目标产物的耐温、耐盐等性能，满足当前深井、超深井、水平井等复杂井

8、对钻井液高温性能的耍求，越来越多的研究关注于乙烯基单体制备聚合物降滤失剂。常见的单体有：AM、AA、N■乙烯・2■毗咯烷酮（NVP）、苯乙烯磺酸（SS）、AMPS、二甲基二烯丙基氯化鞍（DMDAAC）等，通过单体的共聚可以得到阴离子乙烯基聚合物和两性离子乙烯基聚合物。由于AMPS中的磺酸基团是典型的强水化基团，可以增加聚合物的耐温和耐盐等性能，其共聚物是当前的研究热点和重点。2.3阴离子乙烯基聚合物阴离子乙烯基聚合物主要有：采用氧化■还原引