新型聚胺盐泥页岩抑制剂的研究及应用.pdf

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1、第29卷第4期油田化学V01．29No．42012年12月25日OilfieldChemistry25Dec，2012文章编号：1000-4092(2012)04-390-04新型聚胺盐泥页岩抑制剂的研究及应用冰张洪伟，左凤江，田野。，贾东民，刘彦妹’，温建平’，张丽华，宋良(1．渤海钻探工程技术研究院华北分院，河北任丘062552；2．渤海钻探工程有限公司，天津300457)摘要：以小分子量聚合醇、金属催化剂、氨水、高温保护荆、改性剂为原料，制得钻井液用抗高温聚胺盐抑制剂JAI，外观为浅黄色黏性液体。研究表明，JAI处理剂抗黏土污染

2、量达到4o％以上，过40目、28目筛的滚动回收率分别为63．8％、51．2％，并使膨润土在清水中的膨胀体积由9．8mL降至2．75mL，抑制泥页岩水化膨胀和分散的能力较好，各项性能与国外同类产品Ultrahib相当。在93～200℃范围内，2％JAI溶液的钻屑回收率和pH值随温度变化较小，平均值分别为63％和9．5。与甲酸盐和KCI盐水体系的配伍性良好。在两口井的现场应用表明，JAI抑制剂可大幅提高体系的抑制性，有效解决大段泥页岩导致的严重垮塌和膨胀缩径，以及严重造浆等复杂问题。图2表6参8关键词：聚胺盐；泥页岩；抑制剂；钻井液；二连

3、油田中图分类号：IE154文献标识码：A为了在环境敏感地区替代油基钻井液，同时有炉，SD-6型六联失水测定仪，青岛海通达仪器厂；效降低成本，国外钻井液公司开发了高性能水基钻TDL-40B型离心机，上海市金鹏分析仪器有限公司。井液，应用效果较好【J引。良好的性能使其成为目低分子量聚合醇(聚乙二醇400、聚乙二醇6OO前最接近油基钻井液技术水平的水基钻井液，受到按质量比l：l混合)，天津天泰化学品公司；金属催广泛的关注和研究。聚胺抑制剂是高性能水基钻井化剂(Ni、cu、Cr、Mo的混合物)，氨水(20％)，天津液的核心处理剂，其分子结构和

4、处理剂性能在不断市化学试剂厂；氢气，纯度99．99％；高温保护剂(高地完善和发展过程中。目前，国内相关高校和科研分子量醚类)，改性剂(酸类)，河北邢台化工公司；院所陆续开展了聚胺抑制剂的研究，取得了一定进甲酸钠，KC1，工业品，聚胺盐类抑制剂Uhrahib，中国展引，但仍然面临成本较高的问题。笔者利用常南海麦克巴泥浆有限公司；黄原胶类流型调节剂，淄博中轩生化有限公司；改性淀粉，降滤失剂，新乡富规易得的原料，研制出具有强抑制性的聚胺盐类抑邦科技有限公司；成膜防塌剂(白沥青)，成膜降滤制剂JAI，并将其应用到现场钻井液中，取得了良好失剂(

5、固体聚合醇)，渤海钻探工程院；阳离子聚丙的效果。烯酰胺包被剂，任丘天时化工公司；钻井液用膨润1实验部分土，宣化燕北矿业有限公司；路85井2200～2400m易水化的泥页岩钻屑，6～10目；实验用水均为自1．1实验仪器与试剂来水。ZNN-D6S型旋转黏度仪，XGRL-3型高温滚子·收稿日期：2011·lO．25；修改日期：2011·1l-22。基金项目：国家重大科技专项“深井钻录、测试技术和配套装备”课题“复杂地质条件下深井钻井液与高温高压固井技术研究”(项目编号201lZXo502l-0O4)。作者简介：张洪伟(1981一)，男，工程

6、师，中国科学院研究生I完物理化学专业硕士(2007)，从事钻井液研究工作，通讯地址：062552河北省任丘市渤海钻探工程技术研究院华北分院，E-mml：zhwpufan@~xmail．corn。第29卷第4期张洪伟，左凤江，田野等：新型聚胺盐泥页岩抑制剂的研究及应用3911．2聚胺盐抑制剂的研制l。由表l可见，随着黏土污染量的增加，体系黏度缓慢升高，当黏土污染量达40％时，黏度明显上升。室温下将100g小分子量聚合醇、16g金属催表明自主研制的聚胺盐JAI可有效抑制膨润土水化化剂、30g20％氨水置于反应釜中，通氢气加压到分散，并与国

7、外同类处理剂Ultrahib抗黏土污染能2．4～2．6MPa。40～60min内升温至220～力相当。240℃，反应3～4h，冷却泄压，过滤除去催化剂，蒸馏脱水得到端基胺类产品。然后将100g该产品在表120mL／LJAI和Ultrahib黏土污染流变参数低温环境下与2Og高温保护剂(醚类)和20g改性剂(酸类)混合均匀，反应后即得钻井液用抗高温聚胺盐抑制剂JAI，外观为浅黄色黏性液体。1．3黏土污染实验配制20mL／L聚胺盐溶液，加入质量分数不同的膨润土，高速搅拌20min，93℃滚动老化16h后，冷却至室温，高速搅拌20min，用

8、旋转黏度计测试其流变性，重复以上过程，直到体系黏度明显增加。1．4滚动回收率实验2．1．2滚动回收率聚胺盐抑制剂JAI对现场泥岩钻屑的抑制能力将40g钻屑在105oC下烘干3h，倒入装有20见表2。由表可见，与清水相比，