钻井液用聚合物暂堵剂室内研究与评价

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1、2012年5月孟丽艳等．钻井液用聚合物暂堵剂室内研究与评价钻井液用聚合物暂堵剂室内研究与评价孟丽艳，张麒麟，张希红，甄剑武(中原石油勘探局钻井工程技术研究院，濮阳457001)[摘要]采用丙烯酰胺(AM)、2一丙烯酰胺基-2一甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)等3种有机单体和一种无机材料，在2种交联剂作用下聚合成抗高温储层暂堵剂。考察了无机材料含量和交联剂使用对产物性能的影响，结果表明，加入适量的无机材料和使用交联剂可以大幅改善聚合物的综合性能。合成的暂堵剂在淡水基浆、盐水基浆、饱和盐水基浆和复合盐水基浆中均具

2、有较好的降滤失作用，抗温可达150℃，并与聚磺钻井液体系具有一定的配伍性；在钻井液或水溶液中高温老化后保持良好形态，结构完整，表现出较强的抗温稳定性，可长效发挥暂堵作用和降滤失的效果，基本能满足现场施工的要求。酸溶性实验表明，该暂堵剂的酸溶率可达到90％以上，满足酸化解堵的要求。岩心流动实验结果表明，合成暂堵剂具有较高的渗透率恢复值，可有效提高深层高压低渗储层的保护效果。[关键词]聚合物暂堵剂钻井液抗温性酸化解堵在钻井、完井、井下作业及油气田开发全过程交联剂。由于无机材料自身具有良好的抗温性和中，存在很多损害储层的

3、因素。归纳起来，造成储较强的吸附能力，可预先吸附一定量反应单体，使层损害的主要原因是固相和液相的侵人。要减少其内部和四周形成具有一定弹性和强度的网状结储层伤害，就必须减少各种固相和液相进入储层。构的交联聚合物。这种特殊的体型结构可以保证目前实际生产中常用的技术措施之一是加入多种其在高温、高矿化度条件下，即使外围部分分子链架桥封堵材料，协同作用提高滤失造壁性，减少钻发生断裂，也能保证有稳定的核心存在，提高了暂井液固相和液相侵入油气层，达到保护储层的目堵剂颗粒内部的水解稳定性，从而解决了抗温性的。现有油气层保护剂种类繁

4、多，作用机理各不问题，保证聚合物颗粒外软内硬，便于压缩变形，相同，适用范围也不同，但都有局限性，主要表现有利于封堵；同时部分水解并脱离本体的聚合物在耐温抗盐性差、影响钻井液性能、荧光干扰、封分子在钻井液中依然可以发挥普通聚合物处理剂堵效果有限、作用单一等。为此，开展了高温高压的功能。由此制备的暂堵剂兼有调节流型和降失水的作用。下钻井液滤失造壁性以及暂堵地层的技术研究一。1．2原料与仪器2-丙烯酰氨基-2-二甲基丙磺酸(AMPS)、丙本文报道的暂堵剂HJG在合成过程中通过烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、元机材料，均为

5、工业适度交联，避免了因过度交联造成的水溶性差，体品；交联剂A、交联剂B、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、型结构坚硬，以及交联不足形成的线性聚合物抗氢氧化钠，均为分析纯。剪切性能差，不能形成有效封堵的问题。合成的高速搅拌器，高温滚子加热炉，ZNS-4型滤失无机一有机复合型的抗高温储层暂堵剂通过物理仪，高温高压失水仪，六速旋转黏度计，激光粒度一化学协同作用，形成极低渗透率的暂堵层，提高仪，岩心污染装置，岩心流动装置。钻井液泥饼质量，减小钻井液固相和液相的侵入1．3合成方法深度，有助于稳定井壁和保护储层。在搅拌条件下向水中依次加入

6、配方量的1实验部分AMPS，AA，AM，配制成水溶液，用氢氧化钠溶液1．1作用机理调节体系的pH值，再按一定比例加人两种交联依据化学吸附胶结和物理封堵的作用机理，在丙烯酰胺单体、磺甲基单体、丙烯酸单体等反应收稿日期：2012—03—31。作者简介：孟丽艳，硕士，工程师，主要从事油田化学及储层单体中引入一种无机刚性材料和两种不同类型的保护研究工作。细由化工进展ADVA第。l3卷一第’5期一2ANCESINFINEPETROCHEMICALS剂溶液和无机刚性材料，经特殊工艺处理后形成失量等常规性能评价，实验结果如图1和

7、图2所稳定的悬浊液。在40～60℃条件下加入引发剂示。进行聚合反应，3—5h后反应结束。经剪切造粒，于100～110cIC下烘干，粉碎，即为聚合物暂堵剂HJG。∞●＼咖1．4基浆配制＼(1)淡水基浆配制。在1000mL自来水中加龄入60g钙膨润土和3g碳酸钠，电动搅拌3h，室鼷恒赠温放置养护24h，得到6％淡水基浆。使用时先框将其搅拌20min，取出267mL基浆，加水133mL稀释，高速搅拌10—15min，得到4％的淡水基浆。图1无机材料含量对表观黏度和(2)盐水基浆配制。在350mL4％淡水基浆HTI-IP滤

8、失量的影响中加入4％氯化钠溶液，高速搅拌30min，室温放置养护24h，得到4％的盐水基浆。(3)饱和盐水基浆配制。在350mL4％淡水＼基浆中加入36％氯化钠溶液，高速搅拌30min，皿珂l室温放置养护24h，得到饱和盐水基浆。熄H(4)复合盐水基浆。在1200mL蒸馏水中加尝入54．87g氯化钠，6．0g无水氯化钙，15．78g氯化镁，180g钙膨润土和