鉆井液用耐高溫降濾失劑FRT2的合成及性能研究

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1、2012年3月夏小春等．鉆井液用耐高溫降濾失劑FRT一2的合成及性能研究7鉆井液用耐高溫降濾失劑FRT一2的合成及性能研究夏小春，易勇，郭磊，趙志強，胡進軍，黨海鋒(中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)研究院，北京101149)[摘要]由丙烯腈(AN)、2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸(AMPS)和Ⅳ，Ⅳ，_二甲基丙烯酰胺(DMAM)聚合制備了水基鉆井液用耐高溫聚合物降濾失劑FRT一2，分別在評價土基漿、淡水基漿、鹽水基漿、海水基漿和聚磺鉆井液中評價了其性能。結(jié)果表明，加入1％FRT一2后，淡水基漿、鹽水基漿、海水基漿的高溫高壓(HTHP)濾失量明顯下降；在海上油田使用的聚磺鉆井液中加人1％FR

2、T一2，HTHP濾失量(205oC，3．45MPa)可控制在35mL左右，表現(xiàn)出較好的耐溫性能和降濾失性能。[關(guān)鍵詞]鉆井液處理劑降濾失劑聚磺鉆井液合成油田使用的降濾失劑種類有：淀粉衍生物、纖磺鉆井液中評價了FRT一2的降濾失性能，并與維素衍生物、褐煤樹脂、合成樹脂(如磺化酚醛樹國外耐高溫降濾失劑進行了比較。脂)、聚丙烯酸鹽和人工合成的2一丙烯酰胺基一1實驗部分2一甲基丙磺酸(AMPS)多元共聚物等。淀粉和1．1原料和試劑纖維素衍生物類降濾失劑耐溫低于150℃；樹脂丙烯腈(AN)、2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺類降濾失劑的耐溫能力稍強，但也低于180℃，且酸(AMPS)、N，N一二甲基丙烯酰

3、胺(DMAM)，均抗污染能力有限。因此，應(yīng)用于鉆探井底溫度超為工業(yè)品；過硫酸銨、NaOH，均為分析純。過180℃的鉆井液的降濾失劑主要為人工合成的1．2合成方法AMPS多元共聚物¨J。將NaOH溶于適量水配成溶液，在攪拌下加AMPS單體分子結(jié)構(gòu)中帶有大的磺酸側(cè)基，入AMPS使之溶解。然后加入AN和DMAM，攪在聚合物分子結(jié)構(gòu)中引入AMPS將增加大分子運拌，使之溶解，并用質(zhì)量分數(shù)為10％的NaOH溶動阻力，從而使聚合物具有較高的熱穩(wěn)定性；同時液調(diào)節(jié)溶液的pH值至要求?？刂茰囟龋尤胨撬峄哂休^強的水化特性，對鹽不敏感4]。因需量的引發(fā)劑過硫酸銨，在攪拌下反應(yīng)30rain左此，AMPS二元或

4、三元共聚物具有耐溫、抗鹽、抗右，得聚合物凝膠。將所得產(chǎn)物剪切造粒，于鈣和抗鎂污染能力。在設(shè)計耐高溫聚合物降濾失105℃下烘干粉碎，得白色粉末狀A(yù)N／AMPS／劑的分子結(jié)構(gòu)時，還需要考慮帶吸附基團的非離DMAM三元共聚物，即為耐高溫聚合物降濾失劑子型單體的性能。常見非離子單體為丙烯酰胺FRT一2。(AM)、甲基丙烯酰胺(MAM)和Ⅳ，Ⅳ一二甲基丙1．3基漿和鉆井液配制烯酰胺(DMAM)。AM類聚合物分子結(jié)構(gòu)中酰胺(1)評價土基漿。于漿杯中稱取21g評價土和基極易高溫水解，導(dǎo)致聚合物失去其原有功效；350g蒸餾水，高速攪拌20min，即得評價土基漿。DMAM類聚合物分子結(jié)構(gòu)中酰胺基由于雙甲基(

5、2)淡水基漿。于漿杯中稱取264g10％的的空間位阻效應(yīng)而具備較強的耐溫能力，但價格預(yù)水化±般土漿和160g蒸餾水，高速攪拌20min，較貴，用其生產(chǎn)的產(chǎn)品成本高。即得淡水基漿。為了降低聚合物降濾失劑的成本，引入成本(3)鹽水基漿。于漿杯中稱取264g10％的較低且耐溫性能較好的非離子單體丙烯腈(AN)，采用水溶液聚合法，使AN與AMPS和DMAM共收稿日期：2012—01—11。聚，研制出一種耐高溫聚合物降濾失劑FRT一2。作者簡介：夏小春，碩士，工程師，從事油田化學(xué)品的開發(fā)?；痦椖浚褐泻Ｓ吞锓?wù)股份有限公司基金項目(項目編號在評價土基漿、淡水基漿、鹽水基漿、海水基漿、聚YHBO9YF

6、024)。精細石油化工進展第I’13。卷第●3期，，J8ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS預(yù)水化圾土漿、160g蒸餾水和16gNaC1，高速攪結(jié)果見表1。拌20min，即得鹽水基漿。表1加入FRT-2的不同基漿的濾失量(4)模擬海水基漿。于漿杯中稱取264g10％的預(yù)水化圾土漿和160g模擬海水(根據(jù)標準ASTMD1141—J98StandardPracticeforthePreparationofSubstituteOceanWater配制)，高速攪拌20min，即得模擬海水基漿。(5)聚磺鉆井液。配方為：4％海水j；l}殳土漿+0．3％NaOH+0．2％Na2CO

7、3+0．2％PAC—LV(低黏聚陰離子纖維素)+2％SMP一1(磺化酚醛樹脂)+2％TEMP(磺化褐煤)+2％DY?！?封由表1可知，API濾失量與HTHP濾失量沒堵劑)+5％KC1+2％JLX—C(聚合醇)+有對應(yīng)關(guān)系。這是由于聚合物分子在室溫和高溫1％LUBE(潤滑劑)+1％聚合物降濾失劑FRT一2。下與膨潤土吸附能力以及功能團的水化性能存在加重晶石，使鉆井液相對密度為1．35。按上述配差異，因此評價耐高溫降濾失劑應(yīng)