鉆井液用抗高溫抗鹽降濾失劑的合成與性能研究.pdf

1、為了提高目前石油開采鉆井液的降濾失性能,解決降濾失劑在鉆井使用中的抗高溫、抗鹽問題,本文通過閱讀大量的相關(guān)文獻(xiàn),分析現(xiàn)狀,根據(jù)經(jīng)濟效益及對環(huán)境友好的要求,選擇廉價的褐煤為主原料,以尿素、苯酚等為改性劑,采用接枝共聚、分子交聯(lián)的方法形成高效的降濾失劑,在保證產(chǎn)品性能的基礎(chǔ)上,有效降低了生產(chǎn)成本。
　　通過正交實驗方法,首先討論了氫氧化鈉(NaOH)濃度、m(氫氧化鈉):m(褐煤)、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等反應(yīng)條件對腐植酸鈉收率的影響,確

2、定了腐植酸鈉最佳的制備條件。然后討論苯酚(mL):甲醛(mL)、尿素(g):甲醛(mL)、水解聚丙烯腈鈉鹽Na-HPAN(g)、聚丙烯酰胺PAM(g)等對聚合物評價指標(biāo)的影響,綜合分析后,確立了聚合物的最佳合成條件。同時,評價了產(chǎn)品的抗溫能力,抗鹽能力、降粘效果及產(chǎn)品對鉆井液流變性的影響,并對產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)特點、熱穩(wěn)定性及ζ電位的變化等進(jìn)行了研究,同時對其作用機理作出簡要分析。
　　通過正交實驗和實驗條件的分析研究,確定了最佳的反

3、應(yīng)條件。最佳腐殖酸鈉的提取條件為:氫氧化鈉的濃度為1.5％,m(氫氧化鈉):m(褐煤)質(zhì)量比為1:5,反應(yīng)時間為3h,反應(yīng)溫度為90℃。聚合物最佳的合成工藝條件為:反應(yīng)溫度為92℃,反應(yīng)時間為3.5h,苯酚(mL):甲醛(mL)=10:15、尿素(g):甲醛(mL)=16:35、 Na-HPAN(g)=10、 PAM(g)=1。最佳的實驗條件下得到的聚合物降濾失劑室溫降粘率大于70％,4％鹽水基漿180℃老化濾失量在8mL左右,小于10

4、mL,符合Q/SH10201881-2008企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。并通過對產(chǎn)品的進(jìn)一步抗溫、抗鹽性能評價發(fā)現(xiàn),對于淡水基漿、不同鹽水濃度的基漿,無論常溫、老化,其降濾失效果明顯,降粘效果顯著,而且有效改善鉆井液的流變性能,而且與市售同類產(chǎn)品相比,效果優(yōu)于SMC、SMP等降濾失劑。
　　紅外光譜分析表明,該降濾失劑含有大量的水化基團(tuán)和抗鹽基團(tuán),如羧基和酰胺基,通過吸附和水化作用提高降濾失能力,磺酸基可以提高產(chǎn)品的抗高溫、抗鹽能力;熱分析表明,該