水基钻井液用抗高温降滤失剂的合成及性能评价.pdf

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1、第32卷第2期钻井液与完井液Vb1．32No．22015年3月DRILLINGFLUID＆COMPLET10NFLUIDMar．2015doi：10．3969~．issn1001—5620．2015．02．009水基钻井液用抗高温降滤失剂的合成及性能评价田惠，曹洪昌，马樱2刘景丽，魏雯。，崔福员，郭科佑4(1．渤海钻探工程技术研究院，河北任丘；2．华北油田勘探开发研究院，河北任丘；3．渤海钻探管具技术服务分公司，河北任丘；4．渤海钻探第四钻井工程分公司，河北任丘)田惠等．水基钻井液用抗高温降滤失剂的合成及性能评价[Jl】l钻井液与完井液

2、，2015，32(2)：3438．摘要针对牛东区块钻探过程中使用的抗高温降滤失利价格高、增加生产成本的问题，开发了高温性能稳定且成本相对低廉的钻井液用抗高温降滤失剂BZ—HTF。用单因素实验法优选出最优合成参数：单体浓度为30％，反应时间为4h，反应温度为55℃，引发剂用量为0．10％，AM、AMPS和IA质量比为42：40：18，水解度为30％。BZ．HTF抗温达220。C，且性能稳定；在淡水、盐水、复合盐水和饱和盐水基浆中均具有较好的降滤失能力，且对钻井液黏度、切力影响不大；与国外产品DriscalD性能相当，但商品估价只有其四分之

3、一，具有较好的发展前景。关键词水基钻井液；降滤失剂；抗高温；滤失降低率中图分类号：TE254．3文献标识码：A文章编号：1001．5620(2015)020034—05华北油田牛东潜山地质条件较为复杂，油气层离子水；抗高温聚合物降滤失剂DfiscalD。深度在6000m左右，且地温梯度高，井底温度在ZNN．D6型六速旋转黏度计，SD．6型中压滤失仪，200oC左右。高温环境对钻井液能否维持稳定的性能5轴高温滚子加热炉(美国OFI公司)，高温高压滤带来了极大的挑战。虽然油基钻井液和合成基钻井液失仪(美国Baroid公司)。是公认的解决高温

4、问题的钻井液类型，但因其成本高、1．2实验方法对环境污染，并存在安全问题，因此该区块的钻探过1)降滤失剂BZ—HTF的制备。将一定量乳化程中使用抗高温水基钻井液体系[1]。中国现有水基剂和去离子水加入四口瓶中，搅拌溶解后加入AM，钻井液用抗高温降滤失剂的抗温能力有限，产品化较AMPS和IA，通氮气30min，待升至一定温度后加慢，不能很好满足深井、超深井钻探需求p]，为避免入引发剂，保温反应一段时间，加入水解剂和链转移高温钻井液性能恶化，保证安全钻进，牛东区块抗高剂，搅拌至溶解均匀后得黏稠液体。用无水乙醇洗涤温水基钻井液体系采用雪佛龙菲

5、利普斯化工有限公司得白色沉淀，烘干粉碎后即得水基钻井液用抗高温降生产的抗高温聚合物降滤失剂DriscalD为主降滤失滤失剂BZ—HTF。剂。该产品价格高，致使生产成本大幅度提高。利用2)红外光谱分析。用溴化钾压片制样，采用红乳液聚合的方法，通过室内实验研制出与国内外同类外光谱仪分析BZ．HTF的结构。产品性能相当且价格低廉的新型水基钻井液用抗高温3)特性黏数的测定。参照GB12005．1—89，利降滤失剂BZ—HTF，以适应市场需求，增大利润空间。用稀释法测定BZ．HTF的特性黏数，并计算分子量。1实验部分2BZ．HTF的合成与表征1．

6、1主要药剂与仪器2．1合成2．甲基一2．丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰BZ—HTF分子结构设计原则：①用乳液聚合法，胺(AM)、衣康酸(IA)为工业品；阴离子型乳化剂、提高聚合速率和聚合度，而且使产物纯净度提高[4；引发剂、水解剂和链转移剂为分析纯；实验用水为去②通过引入对高价金属离子不敏感的磺酸基团，提高第一作者简介：田惠，工程师，2008年毕业于天津大学材料学专业并获得硕士学位，现在主要从事钻井液研究工作。地址河北省任丘市燕山南道42号；邮政编码062552；电话(0317)2753812；E—mail：th0409．stud

7、ent@sina．tom。第32卷第2期田惠等：水基钻井液用抗高温降滤失剂的合成及性能评价35了产物的抗温、抗盐和抗高价离子污染能力；③通AM、AMPS和质量比为42-40：18时，加有合过引入大量羧基，提高了产物的水化能力，有利于钻成产物钻井液体系老化前后的API滤失量均为最低，井液体系流变性的调节；④适当控制产物的相对分子且流变性也较理想，因此选定AM、AMPS和IA质量，使产物既能形成多吸附，又能使钻井液体系黏度、量比为42：40：18。切力增加不大[6-8]。表1单体配比对产物性能的影响在基浆(400mL自来水+5％宣化土)中加

8、人0．5％合成产物，以200℃、16h老化后的API滤失量作为主要考核指标，并兼顾流变性和老化之前的API滤失量，考察了单体浓度、反应时间、反应温度、引发剂用量、单体配比和水解度对产物性能的影响。1)单体浓