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1、精細(xì)石油化工進(jìn)展8ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS第16卷第3期新型鉆井液降濾失劑的合成與性能評(píng)價(jià)嚴(yán)思明，張紅丹，王富輝，楊圣月，雷鑫宇(1．西南石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，成都610500；2．中國科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司，成都610041)摘要以2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和烯丙基醚類親水單體(APO)為原料，經(jīng)水溶液聚合法合成了新型鉆井液降濾失劑ZJ，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。正交試驗(yàn)確定了合成降濾失劑ZJ的最佳條件為：n(AMPS)：n(AM)
2、：n(AA)：n(APO)=2．0：4．O：1．3：0．02，單體用量為15％，引發(fā)劑用量1．O％，pH為7，于7O℃反應(yīng)5h。室內(nèi)評(píng)價(jià)結(jié)果表明，合成的降濾失劑作用效果較好，且具有良好的抗溫、抗鹽性能。關(guān)鍵詞鉆井液降濾失劑抗溫抗鹽四元共聚物隨著石油天然氣資源減少，石油天然氣的勘液pH后倒人反應(yīng)器中。加熱至反應(yīng)溫度，通氮探開發(fā)逐步向深部儲(chǔ)層發(fā)展?？量虠l件下保證鉆氣，加入引發(fā)劑過硫酸銨(APS)，回流反應(yīng)一定時(shí)井液性能是鉆井工程面臨的巨大挑戰(zhàn)之一，高性間后得淡黃色黏稠物。用無水乙醇洗滌，剪碎，于能的鉆井液添加劑是應(yīng)對(duì)這
3、一挑戰(zhàn)的有力支105℃干燥2h得鉆井液降濾失劑zJ。撐¨J。降濾失劑可顯著降低鉆井液濾失量，維1．3降濾失劑ZJ性能評(píng)價(jià)持鉆井液流變性并減少地層污染。研發(fā)應(yīng)用于高參照GB／T16783-1997{水基鉆井液現(xiàn)場測溫高鹽下的新型降濾失劑一直是油田化學(xué)領(lǐng)域的試程序》的方法，測定淡水鉆井液和鹽水鉆井液重要課題。聚合物型降濾失劑因其基團(tuán)拼合優(yōu)勢的流變性及濾失性能J。且兼具多種良好性能，對(duì)解決耐溫耐鹽問題具有1．3．1基漿的制備重要意義。淡水基漿：在350mL水中加入21g鈣質(zhì)膨以2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸潤土和1．75
4、g無水碳酸鈉，然后高速攪拌20(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和烯丙基min，于室溫放置水化24h。醚類親水單體(APO)為原料，經(jīng)水溶液聚合法合4％鹽水基漿：在350mL水中加入21g鈣質(zhì)成了新型鉆井液降濾失劑zJ，其結(jié)構(gòu)經(jīng)IR表征。膨潤土和1．75g無水碳酸鈉，高速攪拌10min，采用正交試驗(yàn)法，確定了合成降濾失劑zJ的最佳然后再加人14g氯化鈉，繼續(xù)高速攪拌10rain，條件。于室溫放置水化24h。復(fù)合鹽水基漿：在350mL水中加入21g鈣1試驗(yàn)質(zhì)膨潤土和1．75g無水碳酸鈉，高速攪拌1O1．1
5、儀器與原料min，然后再加入14g氯化鈉和1．75g氯化鈣，繼NicoletMagna型紅外光譜儀(KBr壓片)；續(xù)高速攪拌10min，于室溫放置水化24h。JJ一2型恒速攪拌器；ZNN—D6六速旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)；飽和鹽水基漿：在350mL淡水基漿中加入OWC—FL型多聯(lián)濾失儀；OWC—HTP型滾子爐；105g氯化鈉，高速攪拌20rain，于室溫放置水化OWC—HTHP型高溫高壓稠化儀。24h。2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸、丙烯酰胺、丙烯酸和烯丙基醚類親水單體、無水碳酸鈉2結(jié)果與討論2．1合成條件優(yōu)化(NaCO)、氯化
6、鈉、氯化鈣，均為分析純，成都科2．1．1單體配比的確定龍化工試劑廠；鈣膨潤土，工業(yè)品，西南石大金牛在合成聚合物過程中，單體配比對(duì)聚合反應(yīng)石油科技有限公司。的結(jié)果具有重要影響。固定單體用量為15％(總1．2合成方法將一定量的AMPS，AM，AA，APO溶解于適收稿日期：2015一O1—04。量蒸餾水中，攪拌使其溶解；用NaOH溶液調(diào)節(jié)溶作者簡介：嚴(yán)思明，博士，教授，研究方向?yàn)橛蜌馓飸?yīng)用化學(xué)。2015年5月嚴(yán)思明等．新型鉆井液降濾失劑的合成與性能評(píng)價(jià)9體質(zhì)量分?jǐn)?shù))，引發(fā)劑用量APS為1．67％(占單體表4合成條件正交試
7、驗(yàn)結(jié)果質(zhì)量分?jǐn)?shù))，反應(yīng)溫度80℃，體系pH為7，反應(yīng)時(shí)間5h。為確定單體物質(zhì)的量比(AMPS：AM：AA：APO)的最佳比例，設(shè)計(jì)4因素3水平正交試驗(yàn)，以淡水泥漿在水化24h后，加入0．5％共聚物的中壓濾失量(FL)作指標(biāo)，試驗(yàn)因素水平與結(jié)果見表1和表2。表1因素水平表水平A(AMPS／mo1)B(AM／mo1)C(AA／mo1)D(APO／mo1)444544554由7表64可5知O，反5應(yīng)5條2件對(duì)2降7濾失劑zJ降濾失效果的影響程度由高到低的順序?yàn)橐l(fā)劑濃度、反應(yīng)溫度、單體濃度。根據(jù)正交試驗(yàn)分析結(jié)果，確定反應(yīng)
8、單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)15％、引發(fā)劑用量1．0％序號(hào)ABCDll巡141。、l1R(占單體質(zhì)量分?jǐn)?shù))、反應(yīng)溫度70℃；因此確定共2l222聚物的最佳合成條件為：n(AMPS)：n(AM)：3l333A(AA)：n(APO)=2：4：1．3：0．02，單體用量為42一。12：。。3一15％，引發(fā)劑用量為單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的1．0％，體系5223lpH為7，反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)
