环保型抗高温抗盐聚合物降粘剂的合成及评价.doc

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1、环保型抗高温抗盐聚合物降粘剂的合成及评价目前，国内市场上的聚合物降粘剂的代表有JNRL和XY-27等产品。这些聚合物降粘剂在各自适用的钻井液体系中表现出了较好的性能，改善了钻井液体系的流变性，但在现场使用过程中,也表现出了一些不足：1）对盐水或饱和盐水钻井液体系却不适用；2）耐温性不够理想，最高只能达到150°C,对于深井及超深井的作用降低，甚至失效；3）环保性能指标［1-4］等不满足相应国家标准要求。以马来酸附-磺酸盐共聚物为主体，合成的新型降粘剂在高温下的降粘作用更为稳定，对同时对钙、镁离子有的耐受

2、力更好。较好地解决了降粘剂对不同钻井液的适用性、耐温抗盐性及环保性等问题，在满足钻井工程对包被剂性能要求的同时，也满足国家相关环保标准要求。1实验药剂、仪器与方法1.1实验药剂阴离子盐类单体A（磺酸盐类，化学纯），马来酸酹，去离子水，弓I发剂V-50。1.2实验仪器装配带有热电偶、机械搅拌、氮气通气管和电加热套的1升4口烧瓶（如图1所示）。控温烘箱（美国阿克罗斯），30cmX40cm的铝制浅盘（自制），调速搅拌器（美国付托），固体研磨机（美国西斯利）。13合成方法加入141.04g阴离子盐类单体A,加入

3、103.08g马来酸酹,加入662.85g去离子水至反应釜中，在反应釜中通入氮气。在350RPM的搅拌速度下缓慢升温至60°C并搅拌30min以上。在反应釜中加入引发剂V-50o在60°C反应lh后升温至70°C,继续反应2ho冷却至室温。得到的液体产品无色透明有一定粘度的液体。产品含有约25%聚合物。该液体产品可进一步加工成固体粉末。将该液体产品倒入尺寸为30cmX40cm的铝制浅盘中，在烘箱中99°C下过夜干燥。干燥后的聚合物固体经研磨机粉碎、研磨制成固体粉末产品。2结果与讨论2.1性能评价在饱和盐

4、水的聚合物基浆中加入浓度分别为0.14%,0.29%,0.42%的聚合物降粘剂产品，并在180°C高温下老化16h后，对聚合物基浆在添加降粘剂前后的流变性能进行了测定和比较。使用聚合物基浆在添加降粘剂前后的动切力数值，对使用不同浓度ML10-56时的降粘率进行了计算。具体的实验结果如表1所示。由表1可以看出，降粘剂在添加浓度仅为0・14%时就对聚合物基浆产生了良好的降粘效果，聚合物基浆的在不同转速下的粘度、动切力以及静切力均大幅下降。随着ML10-56的浓度的增加，聚合物基浆的粘度等流变性能进一步下降，

5、根据动切力数值计算的降粘率可达95%以上。由这些实验结果可看出聚合物降粘剂ML10-56在聚合物基浆中的最佳添加浓度为0.3%左右，降粘率可达90%以上。2.2毒性评价按照聚合物降粘剂在钻井液中的加料量为0.3%计算，应满足0.3%聚合物降粘剂LC50M10?000mg/L的要求。因此，根据鱼类急性毒性测试的国家标准GB_T21814-2008并参考美国EPA的鱼类急性毒性测试的推荐规范OPPTS?850.1075,与进行此类测试的专业公司Atkins合作，对ML10・56的生物毒性进行了测定。表2显示

6、了降粘剂的鱼类急性毒性测试结果。从表2的结果可看出降粘剂对温水及冷水鱼类完全没有出现死亡，生物毒性均大于10?OOOmg/L,满足无毒要求。3结论1）研究确定了环保型聚合物降粘剂的合成方法与合成条件,即去离子水，阴离子单体A,马来酸酹，反应温度60°C〜70°C,反应时间4ho2）环保型降粘剂在降粘率能达到90%以上，降粘效果非常好，且加量很低只需要03%,同时能满足饱和盐水聚合物钻井液体系及180°C的高温环境。3）环保型降粘剂环保性评价结果表明，急性生物毒性检测结果LC50>10?OOOmg/L,为

7、无毒环保的处理剂。参考文献［1］王睿，王娟，曾婷.环保钻井液技术的研究与应用［J］.钻采工艺，2009,32(6)：75-77・［2］刘天乐，蒋国盛，涂运中，等•海洋水合物地层钻井用聚合醇钻井液研究［J］•石油钻采工艺，2009,31(5)：52-55.［3］郑力会•改性天然高分子基钻井液流变性研究［J］石油天然气学报，2007,29(3)：101-103.［4］王睿，马光长•环保型天然高分子水基钻井液的研究与现场应用卩］・精细石油化工进展，2009,10(12)：15-17.