耐溫抗鹽聚合物鉆井液降濾失劑的合成與評(píng)價(jià).pdf

1、隨著工業(yè)發(fā)展對(duì)石油需求量的不斷增加，需要開發(fā)儲(chǔ)藏在地層深處的油氣資源，這對(duì)鉆井技術(shù)提出了更高的要求。降濾失劑作為重要的鉆井液處理劑，其耐溫抗鹽能力直接影響到水基鉆井液的性能。本文從聚合物結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)出發(fā)，選用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等抗高溫單體，采用自由基水溶液共聚法合成了P(AMPS/AM/DMAA/NVP)-SA和P(AMPS/AM/NVP/DMDAAC)聚合物鉆井液降濾失劑，所合成的聚合物具有良好降濾失能力，能夠

2、有效地提高鉆井液的耐溫抗鹽性能。
　　 本文的主要內(nèi)容包括:
　　 1.AMPS類多元共聚物的合成與表征
　　 選用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、N，N二甲基丙烯酰胺(DMAA)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)、海藻酸鈉(SA)、二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)等單體，合成了P(AMPS/AM/DMAA/NVP)-SA和P(AMPS/AM/NVP/DMDAAC)聚合物鉆井液降濾失

3、劑，并優(yōu)化確定了最佳反應(yīng)條件。通過紅外光譜分析和元素分析得到了聚合物中各官能團(tuán)的組成和各元素比例;利用特性粘度實(shí)驗(yàn)和熱重-差示掃描量熱(TG-DSC)實(shí)驗(yàn)，確定了聚合物粘均分子量分別為26.0萬和55.3萬，并證明了聚合物具有良好的耐溫能力。
　　 2.AMPS類多元共聚物在不同泥漿體系中的降濾失效果評(píng)價(jià)
　　 通過測定不同泥漿體系在常溫、200℃或240℃下老化16h的流變學(xué)參數(shù)和中壓濾失量，對(duì)聚合物的降濾失效果進(jìn)行了

4、評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，所合成的AMPS類多元共聚物能夠使淡水泥漿、鹽水泥漿、復(fù)合鹽水泥漿和飽和鹽水泥漿的濾失量大幅降低，并能夠較好的控制體系的流變性。與本課題組早期產(chǎn)品和國外產(chǎn)品DriscalD的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，AMPS類多元共聚物的降濾失效果優(yōu)于上述兩種產(chǎn)品。
　　 3.AMPS類多元共聚物的水溶液性質(zhì)及其與粘土的相互作用
　　 為了解釋多元共聚物在鉆井液體系中的抗溫性和抵抗Na+、Ca2+等無機(jī)離子污染的能力，通過吸附、鈣離子結(jié)

5、合度和流變學(xué)表征等手段研究了聚合物的水溶液性質(zhì)及其與粘土的相互作用。聚合物在粘土顆粒上的吸附符合Langmuir型吸附等溫線，NaCl的加入可以使聚合物的吸附量大幅度增加;聚合物結(jié)合的鈣離子數(shù)占溶液中鈣離子總數(shù)的10-25％，在經(jīng)過高溫老化處理后，結(jié)合度有小幅度上升;聚合物水溶液體系符合冪律模型，聚合物-粘土分散體系符合帶有屈服值的冪律模型，具有剪切稀釋性，屈服值和彈性模量隨著聚合物濃度的增加而增大，在經(jīng)過高溫老化處理后，體系的粘度、屈