钻井液增黏剂的反相乳液制备及性能评价

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1、第39卷第9期化学工程Vo1．39No．92011年9月CHEMICALENGINEERING(CHINA)Sep．2011钻井液增黏剂的反相乳液制备及性能评价韩瑾(中国人民大学化学系，北京100872)摘要：以丙烯酰胺和丙烯酸为共聚单体，过硫酸铵一亚硫酸氢钠为氧化还原引发体系，Span60／Tween80为复合乳化剂，在白油中进行反相乳液聚合，制备出了稳定的“油包水”型乳液，并初步评价了其在不同的钻井液中的性能。结果表明：该乳液在淡水、盐水以及饱和盐水钻井液中随着质量分数的增加具有较明显的增黏性能，但其在高温下的老化性能仍

2、需进一步改进。关键词：增黏剂；丙烯酰胺；丙烯酸；反相乳液聚合中图分类号：TE254文献标识码：A文章编号：1005-9954(2011)09-0071-03InverseemulsionpolymerizationandperformanceevaluationofviscosifierfordrillingfluidsHANJin(DepartmentofChemistry，RenminUniversityofChina，Beijing100872，China)Abstract：Thestable”water／oil”em

3、ulsionwaspreparedininverseemulsionpolymerizationwithacrylamideandacrylicacidascomonomers，ammoniumpersulphateandsodiumbisulfiteastheredoxinitiationsystems，Span60andTween80asthecompositeemulsifiers．andwhiteoilasthecontinuousphase．Theperformanceoftheinvemeemulsionsind

4、rillingfluidwasevaluated．Theresultsindicatethatwiththeincreaseofmassfraction，thecopolymeremulsionexhibitssignificantenhancedviscosityinfreshwaterdrillingfluid，saltdrillingfluidandsaturatedbrinedrillingfluid，whilethecapacityofhightemperatureagingneedstobefurtherimpr

5、oved．Keywords：viscosifier；acrylamide；acrylicacid；inverseemulsionpolymerization为了保证井眼清洁和安全钻进，钻井液的黏1实验度和切力必须保持在一个合适的范围，当黏度过1．1原料及试剂低时，可以通过加入增黏剂来实现低固相和提高丙烯酸和白油为工业品，丙烯酰胺，Span60，机械钻速。目前常用的钻井液增黏剂有改性纤维Tween80，过硫酸铵和亚硫酸氢钠均为分析纯。素、改性瓜胶、黄胞胶以及合成丙烯酰胺类聚合物1．2合成等¨引。其中丙烯酰胺类聚合物广泛用于水基

6、钻首先称取一定量的白油、Span60和Tween80井液中，但目前所用产品基本是由水溶液聚合法加入到250mL的四口瓶中，在40℃下搅拌30min；制备，再通过沉淀、干燥等复杂的后处理工艺得到再称取适量的丙烯酰胺和丙烯酸，过硫酸铵和亚硫的粉剂J。这种产品形态溶解速度低，而且现场酸氢钠分别溶于适量的蒸馏水中；接着将单体的水需要安装大型的溶解装置，导致操作效率降低。溶液用滴液漏斗滴人反应瓶中，30min内滴完；通本文通过反相乳液聚合方法_5刮合成了可直接作N：，搅拌30min后滴人引发剂的水溶液；在40℃下为钻井液添加剂使用的阴

7、离子型丙烯酰胺共聚物通N：保护2h，继续反应2h后停止，得到白色乳液反相乳液，并讨论了吸附／水化基团比例和聚合物状产物。质量分数对淡水、盐水以及饱和盐水钻井液性能改变丙烯酰胺和丙烯酸的比例和加入量，分别的影响。制得3种不同配比的样品，其中样品A和样品B的收稿日期：2011-04．14作者简介：韩瑾(1989一)，女，研究方向为超分子自组装和表面化学，地址：北京市海淀区中关村大街59号中国人民大学知行5楼215室。E-mail：pyhanjin@rue．edu．ca。·72·化学工程2011年第39卷第9期吸附基团(一C0NH

8、：)与水化基团(一C00一)个数高速搅拌5min，然后放人滚子炉中。在120oC下恒比为4：1，聚合物占乳液的质量分数分别为10％和温滚动16h后，取出样品放至室温，高速搅拌15％；样品C的吸附基团与水化基团个数比为3：2，5min，用ZNN．D6型旋转黏度计测定钻井液的流变聚合物占乳液的