新型降滤失剂cpf的最佳反应条件研究

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1、2010年第l0期串固高新技术金业NO．10．20l0(总第145期)ChinaHi-TechEnterprises(CumulativetyNO．145)新型降滤失剂CPF的最佳反应条件研究王芳，于海峰(塔里木大学生命科学院，新疆阿拉尔843300)摘要：为了控制固井过程中水泥浆的失水量，文章以丙烯酰胺、丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵为单体合成一种新型复合离子聚合物降滤失剂，并研究了单体配比、pH、引发剂加量及顺序、无机填料浓度对合成的降滤失剂的性能的影响，最后采用正交试验法确定了合成该类降滤失剂时最佳的反应条件。关键词：降滤失剂；C

2、PF；离子聚合物；反应条件；正交试验中图分类号：TE256文献标识码：A文章编号：1009～2374(2010)10—0022—03在固井过程中，控制水泥浆的失水性能非常重要。如果总浓度为25％一30％，体积为lOOmL的溶液，加入引发剂和水泥浆失水量过大，不仅会使水泥浆性能变差，影响固井质量添料后，放置即能生成需要的聚合物，再将生成的聚合物取或固井施工，还会对储层造成一定程度的损害。因此必须按出，置于烘箱中烘干，粉碎，即可制得复合离子型共聚物降滤要求控制水泥浆的失水量。控制失水量的通常方法是在水泥失剂样品，代号为CPF。加到配好的钻

3、井液中，搅拌1小时，浆中加入降失水剂。目前用作油井水泥降失水剂的材料很多，放置12小时以上，再测试其钻井液的流变性能和降滤失性其中合成聚合物降失水剂因其具有良好的抗温、抗盐和抗水能等。解性等，使其有很好的发展和应用前景。3．复合离子降滤失剂的性能测试。钻井液性能测试按阴离子型丙烯酰胺(AM)一丙烯酸(AA)共聚物和阳离(SYfi'5546—1992)标准进行，合成的复合离子降滤失剂(SY／子型丙烯酰胺(AM)一二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)T5960—1994)标准进行评价。共聚物是两种常见的油田用高分子化合物，其用作聚合物钻二

4、、结果与讨论井液处理剂更为人们所重视。然而前者作为钻井液材料虽有较好的配浆增稠作用，但其抑制钻井液中粘土水化膨胀的能f一)单体配比的影响力却较差；后者虽使钻井液中粘土水化抑制性能得以增强，但为了探索单体配比对降滤失剂的影响，我们选定pH其较强的絮凝聚沉作用却往往难以使所配制的钻井液体系为7，先后加入引发剂过硫酸钠和亚硫酸氢钠，配制样品：具有良好的泥浆性。如果设想将AM、AA和DMDAAC三者CPF一1(15：10：5)，CPF一2(10：15：5)，CPF一进行共聚，使其产物成为兼备阴离子型AM—AA共聚物和阳3(12：12：5)CP

5、F一4(10：10：10o上述4份样品，在离子型AA—DMDAAC共聚物双重结构特征的两性聚合物，则加入印发剂后，都有黄色粘稠状物生成，放出大量的热量，可望研制出性能优良的新型降滤失剂。为此，本工作就AM—CPF一3号和CPF--4号的反应较为激烈，且有气泡冒出。从反AA—DMDAAC聚合体系开展研究，探索了产物用作降滤失剂应时间上看，4号生成的速度最快。对上述4份样品进行流的主要反应条件。变性能和滤失性能评价，性能见表l。由表1可以看出，相对于基浆来说，加人降滤失剂后，钻井液性能有了很明显的改一、实验部分善。单体配比对反应的进行有较

6、大的影响，三个单体比例越(一)仪器与试剂接近其粘度越大，即流变性能越好；滤失量也越小，滤失性能HH—B11360电热恒温培养箱；NDJ一1型旋转粘度仪；越好。当三个单体比例为10：10：10时，效果最为显著。ZNS—API型中压滤失仪(青岛海通达专用仪器厂)；S．C．101表1样品性能分布表型鼓风电热恒温干燥箱(浙江省嘉兴县电热仪器厂)；丙烯酰胺(AM，化学纯)；丙烯酸(AA，化学纯)；二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAC，工业级)；氢氧化钠(NaOH，分析纯)；过硫酸钠(／f析纯)；亚硫酸氢钠(／f析纯)；碳酸钠(化学纯)；膨润土等。(

7、二)实验方法注：AV——表观粘度单位为(MPa·s)；PV——塑性粘1．基浆的配制。取开水2000mL，膨润土80g，碳酸钠度，单位为(Pa)；5g，在搅拌的情况下，将膨润土缓慢加入到开水中，半小时后，YP——动切值，单位为(MPa·s)；YP／PV——动塑比，单缓慢加入碳酸钠，继续搅拌半小时，放置l2小时以上，测试性位为(ms一)；能。FI，一API失水量，单位为(mLo2．复合离子降滤失剂的合成。本实验是配制三种单体一22一(二)pH的影响经过对反应的单因素实验结果的初步分析，找出各因素选取单体比例为10：10：10，利用AA和N

8、aOH调节的影响水平，列出因素水平表安排正交实验。本实验中我们pH值，先后加入引发剂过硫酸钠和亚硫酸氢钠各2ml，配制选取的因素为单体比例，引发剂加量及顺序和填料浓度。为样品CPF一5(pH=6)，CPF一6(pH=7)