抗高温降滤失剂胶乳ThermDrill L的合成及评价研究

本研究以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为原料,采用氧化还原引发体系,以低毒环保的ESCAID 110为连续相,利用反相乳液聚合制备了一种钻井液用抗高温降滤失剂胶乳ThermDrill L。对其在钻井液中的降滤失剂性能进行了初步评价,结果表明在海水评价浆中经过180℃热滚后仍然具有优良的降滤失性能,而且与中海油服南海现场作业体系PF-THERM体系具有良好的配伍性。与国外产品Dristemp相比,整体性能相当,部分性能甚至更优,但成本只有后者的五分之一,具有巨大的现场应用价值。

抗高温苯基阳离子淀粉降滤失剂的合成及性能

以环氧氯丙烷、苯基有机胺、羧甲基淀粉(CMS)钠盐等为原料,制备了一种油田钻井液用抗160℃高温的苯基阳离子(PC)淀粉(PCS)降滤失剂。采用FTIR和DTA-TG方法研究了PCS的结构特征和热稳定性。表征结果显示,CMS钠盐的结构上引入了PC,PCS的热分解温度为230℃。考察了PCS的制备条件对PCS降滤失性能的影响。实验结果表明,制备PCS较适宜的反应条件为:m(PC)∶m(CMS)=1∶4,80℃,5 h。利用高温滚子加热炉和常温中压滤失仪等钻井液专用仪器研究了PCS的钻井液性能。在160℃高温滚动16 h后,PCS的常温中压滤失量未增大,仅为8.4 mL。研究结果表明,合成的PCS在160℃高温下具有良好的耐热稳定性,适用于井底温度低于160℃的深井钻探。

抗高温钻井液降滤失剂的评价及其作用机理

以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、聚丙烯酰胺和对苯乙烯磺酸钠为原料合成了新型抗高温钻井液降滤失剂PAASD,利用FTIR、1H NMR、泥浆失水仪等方法对PAASD进行了表征并研究了其流变性能和降滤失性能。表征结果显示,合成的PAASD为目标产物,具有良好的增黏性和耐温抗盐性能。PAASD钻井液具有良好的耐温抗盐性能和抗钙侵能力。在三磺化(SMP-1/SMC/SMK)钻井液体系加入PAASD后,在150℃、3.5 MPa下的高温高压滤失量为16.2m L,说明PAASD与三磺化钻井液体系具有良好的协同增效作用。PAASD在高温含盐的钻井液中可对黏土颗粒进行有效吸附,增强了黏土颗粒在高温含盐环境中的水化分散能力。

钻井液抗温耐盐复合型淀粉降滤失剂制备与应用

本文合成了一系列丙烯酰胺接枝淀粉(St-g-PAM),选择性能最优者与亚硫酸钠复合成抗温耐盐降滤失剂HRS产品.结果表明,高接枝率的St-g-PAM具有良好的降滤失性能.本实验中,提高引发剂浓度与反应温度,先有利于接枝,而后又会导致接枝率下降.增加丙烯酰胺浓度能促进接枝反应.加入一定量亚硫酸钠与St-g-PAM(接枝率=123.9%)复配,降滤失性能得到进一步改善.基于此制备而得的复合型降滤失剂HRS,只需1%的低添加量,就能将150℃老化16 h的盐水与饱和盐水基浆的FL API从132 mL和160 mL降至7 mL以下.该产品已在高庙-3深井钻探中得到成功应用.

高温抗盐降滤失剂SPX树脂的合成与评价

针对钻井液降滤失剂在使用过程中存在的高温增粘和遇到金属离子污染增粘的问题 ,从降滤失剂的分子结构出发 ,通过苯氧 (基 )乙酸与苯酚、甲醛等缩聚磺化 ,合成出磺化苯酚 /苯氧 (基 )乙酸 /甲醛树脂 (简称 SPX树脂 )。试验研究表明 ,SPX树脂单独使用就具有抗饱和盐抗高温非增粘降滤失量的作用 ,含盐量在 2 5%～ 36%之间时降滤失效果良好 ,含盐量低于 2 5%时延长老化时间也有良好的降滤失效果 ;在加量合理时 ,钻井液老化前后表观粘度增加率小于 1 0 %。 SPX树脂与 SMK。

腈硅聚合物钻井液降滤失剂的合成与性能评价

以2-丙烯酸胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯腈(AN)、丙烯酸(AA)和硅烷偶联剂为主要原材料,利用正交实验设计,合成出了一种新型抗温耐盐钻井液降滤失剂——腈硅聚合物降滤失剂SO-1。实验考察了加有SO-1的淡水钻井液和饱和盐水钻井液高温老化前后的中压滤失量和流变性能,同时分析了该剂的作用机理。实验结果表明,SO-1在淡水钻井液和饱和盐水钻井液中均具有优异的抗高温降滤失作用,抗温达240℃,抗盐至饱和,优于国内外同类聚合物产品,在深井超深井中有很好的推广应用前景。

超高温(240℃)水基钻井液体系研究

针对中国目前高温深井钻井的需求,研制出了一种新型抗高温水基钻井液体系,抗温可达240℃。该体系主要由抗高温保护剂、高温降滤失剂、封堵剂、增粘剂等组成。抗高温保护剂GBH可以大幅度提高磺化聚合物的抗高温降滤失性能、高温稳定性能及钻井液体系的整体抗温性能。评价了新型抗高温水基钻井液体系在高温下的高温稳定性、高温高压降滤失性能、流变性能、抑制性能和抗钻屑污染性能。实验结果表明,该抗高温水基钻井液体系各种密度配方在240℃温度下均具有良好的高温稳定性,高温高压滤失量低,并具有良好的流变性能、抑制性能和抗钻屑污染性能。

常用磺化酚醛树脂性能评价及分析

通过红外光谱、浊点盐度和黏均分子量分别验证了SMP-Ⅱ与SMP-Ⅲ的分子基团、抗盐性能和分子量大小。利用电镜扫描分析了2种产品水溶液以及与重晶石作用情况,测试了他们在钻井液中的性能,讨论了他们与黏土和其他处理剂复配后的效果及作用机理。实验结果表明,SMP-Ⅱ、SMP-Ⅲ在基团、抗盐性方面无明显差异,但SMP-Ⅱ的吸附能力较SMP-Ⅲ强;SMP-Ⅲ在单独使用时,高温高压滤失量为17.5 m L,而SMP-Ⅱ与SMC复配后的高温高压滤失量为20 m L;高温和高盐促使SMP-Ⅱ、SMP-Ⅲ自身以及与SMC等处理剂适度交联,形成的大分子聚合物析出后具有很强的护胶能力,能有效吸附黏土颗粒改善泥饼质量,从而达到降失水的效果。同时确定该类产品最优加量为5%。