强抗钙强抑制改性淀粉的合成及性能评价.pdf

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1、第32卷第2期铅井液与完井液V．o1．32No．22015年3月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDMat．2015doi：10．3696／j．issn．1001—5620．2015．02．005强抗钙强抑制改性淀粉的合成及性能评价单洁，张喜文，杨超，尹泽群，鲁娇(1．辽宁石油化工大学化学化工与环境学部，辽宁抚顺；2．抚顺石油化工研究院前瞻事业部，辽宁抚顺)单洁等．强抗钙强抑制改性淀粉的合成及性能评价[J]．钻井液与完井液，2015，32(2)：19—22．摘要以淀粉和自制新型烯类单体为原料合成了改性淀粉接枝共聚物，并对该改性淀粉接枝共聚物性能

2、进行了评价。结果表明，该改性淀粉在不同基浆中加量为2．0％～3．0％时，均可将滤失量控制在10mL之内；抗温达13OoC；尤其是具有强抗盐抗钙性能，抗氯化钠、氯化钙均可至饱和，并且随含盐量的增加，降滤失效果和提黏切能力反而增强。表观黏度上升率实验和黏土块浸泡实验结果表明，由于高含量阳离子基团的引入，该改性淀粉具有较好的抑制黏土水化分散性能。关键词改性淀粉；强抗钙；强抑制；钻井液中图分类号：TE254．4文献标识码：A文章编号：1001—5620(2015)02—0019—04为了满足复杂地层条件下钻井的需要，钻井工程一定温度下搅拌反应4～6h，用丙酮清洗，得到白对钻

3、井液工艺技术提出了更高的要求。钻井液处理剂色产物，剪切，造粒，放入烘箱中于60℃烘干。是保证钻井液优良性能的关键，性能优异的处理剂能1．3接枝共聚物的性能评价起到降低钻井液的滤失量、防止页岩水化膨胀、增加取一定量的共聚物加入到基浆中，高速搅拌5钻井液润滑性等多重作用。在钻井液处理剂研究中，min，常温放置养护16h，或者在一定温度下滚动老淀粉由于廉价、来源丰富及本身较强的抗盐性能一直化16h后，高速搅拌5rain。使用ZNN—D6型六速旋备受油田研究人员的青睐[1-31~但是，目前研究的不转黏度计测定钻井液的流变参数；使用ZNS型钻井足之处在于较多注重提高产品的抗温

4、性能，抗钙及抑液常温中压失水仪测定钻井液的滤失量。制防塌性能并不显著。为此，采用淀粉及自制新型烯类单体接枝共聚合成了一种抗盐抗钙性能好且抑制性2改性淀粉接枝共聚物的性能评价强的改性淀粉接枝共聚物。2．1在不同基浆中的性能1实验部分将不同加量的改性淀粉接枝共聚物分别在淡水基1．1实验原料浆、盐水基浆、饱和盐水基浆、海水基浆、复合盐水基浆、氯化钙盐水基浆[4．刀中进行评价，结果见表1。新型烯类聚合单体，纯度≥98％，抚顺石油化工由表1可以看出，在淡水基浆、盐水基浆、海水基浆、研究院中试放大样品；淀粉(土豆淀粉)为市售产品；复合盐水基浆中，添加3．0％的聚合物，滤失量均可

5、引发剂，分析纯。以控制在10mL之内。在饱和盐水及氯化钙盐水基1．2合成方法浆中，仅添加2．0％聚合物，滤失量即可低于10mL。称取一定质量的淀粉及蒸馏水于反应釜中，糊化综合分析认为，改性淀粉接枝共聚物对于以上6种基后调至室温，将引发剂水溶液加入到糊化淀粉中，恒浆都有很明显的降滤失效果，并且含盐量越高，效果温搅拌5～10min后，加人配制好的单体水溶液，于越好，添加量越多，效果越好；改性淀粉接枝共聚物基金项目：中国石油化工股份有限公司总合课题(210043)资助。第一作者简介：单洁，在读硕士研究生，主要从事油田化学品技术开发工作。地址：辽宁省抚顺市望花区丹东路西段一

6、号辽宁石油化工大学；邮政编码113001；E-mail：shanjie880624@163．com。20钻井液与完井液2015年3月对氯化钙盐水基浆还有微弱的提黏度和切力的能力。当含盐量达到饱和时，滤失量仅为6mL。可见，此种改l!生淀粉接枝共聚物抗盐可至饱和，同时具有微弱表1改性淀粉接枝共聚物在不同基浆中的评价的增黏效果。表2改-眭淀粉接枝共聚物的抗盐性能2．3抗钙性能在饱和盐水基浆中加入不同含量的CaC1：，养护24h后，添加含量为1．5％的改性淀粉接枝共聚物，继续养护24h。其降滤失性能及流变参数见表3。表3改性淀粉接枝共聚物的抗钙性能由表3可以看出，固定共聚

7、物加量为1．5％时，随CaC1，含量升高，滤失量呈明显降低趋势，黏度及动切力依次升高。共聚物的抗钙性能与其抗盐性能相比，不仅降滤失效果好，同时具有较强的增黏提黏切的效果。同样，此种改l生淀粉接枝共聚物的抗钙能力也可达饱和，这是目前钻井液用处理剂所欠缺的。由于共聚物中所含的阴离子基团对于特殊结构金属阳离子不敏感，不能与钙离子生成沉淀，提高了共聚物的抗盐能力和抗钙能力；又因其具有极强的水化能力，2．2抗盐性能可形成很厚的水化膜，保证了黏土颗粒的多级分散，在淡水基浆中加入不同含量的NaC1，养护24h形成的泥饼薄而致密，从而导致滤失量的降低。后，添加2．O％的改性淀粉