高性能钻井液处理剂设计思路

高性能钻井液处理剂的设计包括分子设计和合成设计。在分子设计中,核心是结构和基团设计,结合复杂条件下钻井液对处理剂分子的热稳定性和剪切稳定性,以及抑制性、流变性和滤失量等方面的要求,提出超支化的树枝状和树形结构模型。为保证处理剂的综合性能,在基团设计中提出主导基团、选择基团、非主导基团和次生基团的概念。合成设计中:在自由基聚合方面,可以传统原料为基础合成高性能处理剂,采用多功能性及高温下稳定性好的单体合成高性能处理剂,用强螯合作用的单体作为共聚单体,提高处理剂的抗高价离子污染能力,设计树枝状和树形结构的单体或中间产物,实现高性能处理剂的最佳目标;缩合聚合方面,利用苯酚、对胺基苯酚等,通过不同的扩链反应,制备带有不同基团支链结构的可缩聚单元或产物,将得到的树枝状结构的产物与苯酚、甲醛和亚硫酸钠等进一步缩合聚合、磺化反应,得到超支化的改性磺化酚醛树脂;在天然材料及有机合成方面,可以木质素、栲胶等分子结构单元中的酚羟基与环氧乙烷或环氧丙烷反应,得到聚氧乙(丙)烯化支链的产物,并进一步扩链得到超支化结构的产物,以腐殖酸结构单元上的羧基与乙二胺的反应为基础,合成具有超支化结构的产物,以提高天然材料的抗温抗盐性能,以及通过不同的化学反应,合成具有不同结构的低相对分子质量的降黏剂和抑制剂等。