抗高温淀粉降滤失剂的合成及其性能

以六甲基二硅氮烷、苯基有机胺、羧甲基淀粉(CMS)、3-氯-2-羟丙基磺酸钠等为主要原料,制备出抗160℃高温的钻井液用淀粉降滤失剂(HTS)。采用FTIR和DT方法分析了HTS的结构及其热稳定性。表征结果显示,CMS结构上引入了苯基阳离子、有机硅官能团及磺酸基团;HTS的热分解温度为232℃。考察了HTS的淡水钻井液性能、抗高温性能以及耐盐性能。实验结果表明,HTS具有良好的抗高温性能,含HTS的淡水钻井液在160℃滚动16 h前后降滤失性能均优良,且钻井液的流变性能变化较小,与传统的改性淀粉降滤失剂相比,抗高温能力提高近40℃;无论在NaCl含量为4%(w)还是8%(w)的盐水钻井液中,HTS的降滤失性能都较好,说明磺酸基因的引入可提高降滤失剂的耐盐性能。

一种膨润土改性淀粉抗高温降滤失剂的研制及其性能

以羧甲基淀粉钠盐(CMS-Na)和膨润土为原料,合成了一种膨润土改性羧甲基淀粉抗高温降滤失剂(BCMS),并用XRD和FT-IR对其结构进行了表征。实验结果表明,膨润土层状结构被拆散,同时有C—O—Si键生成;BCMS的热分解温度为290℃。BCMS的钻井液性能结果显示,在150℃加热炉中高温滚动16h后,BCMS的滤失量仅为8.8mL,比CMS-Na的滤失量降低6.2mL;滤失量降低率41%;表观黏度较CMS-Na表观黏度增大1mPa.s,表观黏度上升率为15%。探讨了BCMS的抗高温机理。

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。

有机硅改性阳离子淀粉降滤失剂的合成及性能

以六甲基二硅氮烷(以下称有机硅)、苯基有机胺、羧甲基淀粉等为原料,制备出一种油田钻井液用抗165℃高温的有机硅改性阳离子淀粉降滤失剂(OSCS)。FT IR结果显示,羧甲基淀粉(CMS)结构上引入了苯基阳离子和有机硅基团。用差热分析考察其热稳定性,结果表明,OSCS的热分解温度为262℃。用高温滚子加热炉和中压滤失量测定仪等钻井液专用仪器,考察了OSCS的钻井液性能,结果显示,在170℃高温滚动16h后较高温滚动前,API滤失量略有增加。因此所合成的有机硅改性苯基阳离子淀粉降滤失剂OSCS在170℃高温下具有良好的耐热稳定性,适用于井底温度低于170℃的深井钻探。