钻井液降滤失剂PAMPSIPAM-AM的合成与评价

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1、学兔兔www.xuetutu.com第27卷第2期钻井液与完井液、，01．27NO．22010年3月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDMar．2010文章编号：1001．5620(2010)02．0010．04钻井液降滤失剂P(AMPS．IPAM—AM)的合成与评价王中华(中原石油勘探局钻井工程技术研究院，河南濮阳)摘要采用氧化．还原引发体系，以丙烯酰胺、N一异丙基丙烯酰胺和2一丙烯酰胺基．2．甲基丙磺酸为原料，合成了P(AMPS—IPAM—AM)共聚物抗高温抗钙钻井液降滤失剂。探讨了单体

2、配比和反应温度对产物性能的影响，借助红外光谱研究了聚合物的结构，初步评价了共聚物对钻井液性能的影响。结果表明，P(AMPS．IPAM．AM)的最佳合成条件为：n(IPAM)：(AM+IPAM)=O．7～0．8，n(IPAM+AM)：n(AMPS)=0．8～1．0，聚合反应温度为35℃；合成的P(AMPS—IPAMAM)的热稳定性好，在淡水、盐水、饱和盐水和复合盐水基钻井液中均具有较好的降滤失作用，在220℃下老化后仍能较好地控制钻井液的滤失量；而且对比实验表明，P(AMPS．AM)聚合物在温度超过180后的降滤失

3、效果明显降低，而P(AMPS—IPAM—AM)在老化温度达到200℃时仍然具有较强的降滤失作用，其在复合盐水钻井液中的抗温能力明显优于P(AMPS．AM)聚合物，因此该降滤失剂具有良好的抗温、抗盐和抗钙性能。关键词钻井液添加剂；降滤失剂；共聚物；AMPS／IPAM／AM；超高温；合成中图分类号：TE254．4文献标识码：A针对石油钻井过程中钻遇地层日趋复杂，特殊丙磺酸(AMPs，工业品)，待其溶解后加入N．异井、超深井和复杂井数量逐年增加，对钻井液的要丙基丙烯酰胺(IPAM，室内合成)和丙烯酰胺(AM，求更高这一

4、情况，在抗高温钻井液处理剂方面开展工业品)，搅拌使其溶解，然后用20％NaOH溶液了一系列工作【l】。目前，用已有的处理剂提高深井、将体系的pH值调至要求，升温至35℃，在此温度超深井钻井液的抗温抗盐l生能，就必须增加其用量，下加入所需量的引发剂(分析纯)，搅拌均匀，然后但随着其加量的提高又增加了钻井液的黏度，特别密封、置于35℃±1℃的恒温水浴中反应3～5h，是在钙、镁含量高的情况下，钻井液的性能控制就得凝胶状产物，所得产物经烘干粉碎，即得粉末状更加困难，因此已有的钻井液处理剂已不能满足钻P(AMPs—IPAM

5、．AM)共聚物。将所得产物烘干后井需要。在分子设计的基础上[9]，围绕处理剂不仅配成1％水溶液，用于表观黏度的测定。要满足抗温抗盐的要求，特别是抗钙、镁污染能力1．2实验用基浆要强，而且不能有增黏效应这一目的，采用丙烯酰下列基浆均高速搅拌20min，室温下养护24h。胺、异丙基丙烯酰胺和2．丙烯酰基．2．甲基丙磺酸1)淡水基浆：4％钠膨润土+0．5％纯碱+0．5％等单体共聚，合成了一种低相对分子质量的三元共磺化褐煤+重晶石(密度为1．20g／cm)。聚物，它具有较强的降滤失作用和抗温、抗盐、抗2)盐水基浆：5％钠

6、膨润土+4％NaCl+0．8％纯钙能力，而且还表现出了较好的综合性能。碱+1．0％磺化褐煤+重晶石(密度为1．4g／cm)。1实验部分3)饱和盐水基浆：6％钠膨润土+36％NaCl+1．5％纯碱+1．2％磺化褐煤+重晶石(密度为1．4g／cm。)。1．1合成4)复合盐水基浆：在1L蒸馏水中加入45g将NaOH(32业品)溶于水配成溶液，冷却至室NaC1、5g无水CaC12、13gMgC12·6H2O，150g钙温，在搅拌和冷却下加入2一丙烯酰胺基一2．甲基膨润土和9g无水Na2CO(密度为I．12g／cm。)。第

7、一作者简介：王中华，教授级高级工程师，局副总工程师，1985年毕业于郑州大学化学系，主要从事精细化工和油田化学研究工作。地址：河南省濮阳市中原路59号；邮政编码457001；电话(0393)4899235；E—mail：zpebwzh@126．corn。学兔兔www.xuetutu.com第27卷第2期王中华：钻井液降滤失剂P(AMPs—IPAM．AM)的合成与评价ll1．3钻井液性能测试度、产品所处理钻井液性能的影响见图2。从图2可知，随着AM+IPAM用量的增加，产物的相对分将待测共聚物样品加入基浆中，高速搅

8、拌5子质量提高，提黏、提切和降滤失效果增加。min，于室温下养护24h，或在一定温度下滚动老化16h后于室温下高速搅拌5min，用ZNN．D6型六速旋转黏度计测定钻井液的流变参数，用ZNS型钻井液失水仪测定钻井液的滤失量。2结果与讨论2．1合成条件对产品性能的影响由于引发剂用量等对产物性能的影响已经明图2(AM+IPAM)：，2(AMPS)对产物性能的影响确，因此考察了单