两性离子聚合物钻井液降滤失剂的合成研究

发布时间：2017-11-12 01:35

  本文关键词：两性离子聚合物钻井液降滤失剂的合成研究

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【摘要】：深井、超深井的钻探已成为我国石油工业的重要组成部分,其中钻井液技术是油气钻井工程技术的重要组成部分,它对确保钻井安全、钻井速度和钻井成本起着十分关键的作用,因此研制出复杂地层、抗高温的降滤失剂对我国高温深井钻井技术十分重要。通过分子设计、单体选择、可行性分析、合成方法选择和引发剂体系选择的分析,采用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为合成单体,用过硫酸铵-亚硫酸氢钠体系作为引发剂,水溶液聚合方式合成了一种五元两性离子共聚物作钻井液降滤失剂,通过单因素实验优化合成条件,得出降失水最优的合成条件为：m(AMPS) :m(AM):m(SSS):m(AA):m(DMDAAC)= 40:30:8:15:7;引发剂加量为0.6%；单体浓度为30%；反应温度为50℃：反应pH值为7；反应时间6 h,就合成的产品进行了红外谱图和核磁共振氢谱图表征,表明合成产物为目标产物。两性离子共聚物做钻井液降滤失剂性能评价结果表明,共聚物加量为2.0%,在淡水基浆、盐水基浆、饱和盐水基浆和复合盐水基浆中,经过150℃/16 h老化后,API滤失量分别为64 mL、8.0 mL、9.6 mL 和 12.0 mL,相同加量下,淡水基浆200℃/16 h老化后,API滤失量为12.0 mL,盐水基浆200℃/16 h老化后,API滤失量为18.0 mL。增加共聚物加量为2.5%,在饱和盐水基浆和复合盐水基浆中150℃/16h老化后,API滤失量分别为8.4 mL和10.0 mL。共聚物与JT-888、SPNH和SMP三种常用降滤失剂在相同条件下做对比,合成的五元两性离子共聚物降滤失效果更好。在聚磺钻井液和复合盐水聚磺钻井液中,替换原降滤失剂,在同等加量和同等老化条件下,合成的聚合物降滤失剂的降滤失效果更优异。在聚磺钻井液体系中增加合成共聚物降滤失剂加量至3.0%,钻井液体系200℃老化后API滤失量为2.2mL, HTHP滤失量为8.6 mL,在复合盐水聚磺钻井液体系中增加共聚物降滤失剂加量至2.0%,钻井液体系150℃老化后API滤失量为2.2 mL,HTHP滤失量为8.2 mL两性离子共聚物对钻井液粒径分布结果表明：加入聚合物后,钻井液中粒径为0.1-1μm的颗粒增多,表明聚合物降滤失剂使钻井液中黏土颗粒分散更细,有效的形成滤饼,改善了滤饼质量,加入电解质后,钻井液体系中粗颗粒增多,表明电解质使得黏土颗粒的分散程度变差,滤失量增大。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE254.4

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本文编号：1173802