鉆井液降濾失劑PAMPSIPAM-AM的合成與評價

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1、學兔兔www.xuetutu.com第27卷第2期鉆井液與完井液、，01．27NO．22010年3月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDMar．2010文章編號：1001．5620(2010)02．0010．04鉆井液降濾失劑P(AMPS．IPAM—AM)的合成與評價王中華(中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院，河南濮陽)摘要采用氧化．還原引發(fā)體系，以丙烯酰胺、N一異丙基丙烯酰胺和2一丙烯酰胺基．2．甲基丙磺酸為原料，合成了P(AMPS—IPAM—AM)共聚物抗高溫抗鈣鉆井液降濾失劑。探討了單體

2、配比和反應溫度對產(chǎn)物性能的影響，借助紅外光譜研究了聚合物的結(jié)構(gòu)，初步評價了共聚物對鉆井液性能的影響。結(jié)果表明，P(AMPS．IPAM．AM)的最佳合成條件為：n(IPAM)：(AM+IPAM)=O．7～0．8，n(IPAM+AM)：n(AMPS)=0．8～1．0，聚合反應溫度為35℃；合成的P(AMPS—IPAMAM)的熱穩(wěn)定性好，在淡水、鹽水、飽和鹽水和復合鹽水基鉆井液中均具有較好的降濾失作用，在220℃下老化后仍能較好地控制鉆井液的濾失量；而且對比實驗表明，P(AMPS．AM)聚合物在溫度超過180后的降濾失

3、效果明顯降低，而P(AMPS—IPAM—AM)在老化溫度達到200℃時仍然具有較強的降濾失作用，其在復合鹽水鉆井液中的抗溫能力明顯優(yōu)于P(AMPS．AM)聚合物，因此該降濾失劑具有良好的抗溫、抗鹽和抗鈣性能。關(guān)鍵詞鉆井液添加劑；降濾失劑；共聚物；AMPS／IPAM／AM；超高溫；合成中圖分類號：TE254．4文獻標識碼：A針對石油鉆井過程中鉆遇地層日趨復雜，特殊丙磺酸(AMPs，工業(yè)品)，待其溶解后加入N．異井、超深井和復雜井數(shù)量逐年增加，對鉆井液的要丙基丙烯酰胺(IPAM，室內(nèi)合成)和丙烯酰胺(AM，求更高這一

4、情況，在抗高溫鉆井液處理劑方面開展工業(yè)品)，攪拌使其溶解，然后用20％NaOH溶液了一系列工作【l】。目前，用已有的處理劑提高深井、將體系的pH值調(diào)至要求，升溫至35℃，在此溫度超深井鉆井液的抗溫抗鹽l生能，就必須增加其用量，下加入所需量的引發(fā)劑(分析純)，攪拌均勻，然后但隨著其加量的提高又增加了鉆井液的黏度，特別密封、置于35℃±1℃的恒溫水浴中反應3～5h，是在鈣、鎂含量高的情況下，鉆井液的性能控制就得凝膠狀產(chǎn)物，所得產(chǎn)物經(jīng)烘干粉碎，即得粉末狀更加困難，因此已有的鉆井液處理劑已不能滿足鉆P(AMPs—IPAM

5、．AM)共聚物。將所得產(chǎn)物烘干后井需要。在分子設計的基礎上[9]，圍繞處理劑不僅配成1％水溶液，用于表觀黏度的測定。要滿足抗溫抗鹽的要求，特別是抗鈣、鎂污染能力1．2實驗用基漿要強，而且不能有增黏效應這一目的，采用丙烯酰下列基漿均高速攪拌20min，室溫下養(yǎng)護24h。胺、異丙基丙烯酰胺和2．丙烯?；?．甲基丙磺酸1)淡水基漿：4％鈉膨潤土+0．5％純堿+0．5％等單體共聚，合成了一種低相對分子質(zhì)量的三元共磺化褐煤+重晶石(密度為1．20g／cm)。聚物，它具有較強的降濾失作用和抗溫、抗鹽、抗2)鹽水基漿：5％鈉

6、膨潤土+4％NaCl+0．8％純鈣能力，而且還表現(xiàn)出了較好的綜合性能。堿+1．0％磺化褐煤+重晶石(密度為1．4g／cm)。1實驗部分3)飽和鹽水基漿：6％鈉膨潤土+36％NaCl+1．5％純堿+1．2％磺化褐煤+重晶石(密度為1．4g／cm。)。1．1合成4)復合鹽水基漿：在1L蒸餾水中加入45g將NaOH(32業(yè)品)溶于水配成溶液，冷卻至室NaC1、5g無水CaC12、13gMgC12·6H2O，150g鈣溫，在攪拌和冷卻下加入2一丙烯酰胺基一2．甲基膨潤土和9g無水Na2CO(密度為I．12g／cm。)。第

7、一作者簡介：王中華，教授級高級工程師，局副總工程師，1985年畢業(yè)于鄭州大學化學系，主要從事精細化工和油田化學研究工作。地址：河南省濮陽市中原路59號；郵政編碼457001；電話(0393)4899235；E—mail：zpebwzh@126．corn。學兔兔www.xuetutu.com第27卷第2期王中華：鉆井液降濾失劑P(AMPs—IPAM．AM)的合成與評價ll1．3鉆井液性能測試度、產(chǎn)品所處理鉆井液性能的影響見圖2。從圖2可知，隨著AM+IPAM用量的增加，產(chǎn)物的相對分將待測共聚物樣品加入基漿中，高速攪

8、拌5子質(zhì)量提高，提黏、提切和降濾失效果增加。min，于室溫下養(yǎng)護24h，或在一定溫度下滾動老化16h后于室溫下高速攪拌5min，用ZNN．D6型六速旋轉(zhuǎn)黏度計測定鉆井液的流變參數(shù)，用ZNS型鉆井液失水儀測定鉆井液的濾失量。2結(jié)果與討論2．1合成條件對產(chǎn)品性能的影響由于引發(fā)劑用量等對產(chǎn)物性能的影響已經(jīng)明圖2(AM+IPAM)：，2(AMPS)對產(chǎn)物性能的影響確，因此考察了單