抗高温抑制型降滤失剂的合成研究

发布时间：2018-05-22 14:35

  本文选题：降滤失剂 + 抑制性　； 参考：《西南石油大学》2015年硕士论文

【摘要】：本文以抗高温且具有抑制性的钻井液降滤失剂为出发点,选择了丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和对苯乙烯磺酸钠(SSS)四种单体,采用氧化还原引发体系,通过水溶液聚合的方法,合成了一种两性离子聚合物钻井液降滤失剂。 通过单因素实验,对反应温度、引发剂用量、单体总浓度、单体配比、反应时间、反应体系pH值等聚合反应条件进行了优化选择。最终得到较优反应条件为：单体比例为AM:AMPS:SSS:DMC=10:3:1:1.5,pH值为7,引发剂用量为0.4%,单体总浓度为25%,反应温度为50℃,反应时间为5小时。 通过红外光谱、核磁共振和热失重法等手段对四元共聚物进行了表征,研究分析了该四元共聚物降滤失剂的分子结构和热稳定性。研究结果显示：四元共聚物的分子结构符合设计要求,热稳定性良好,在310℃之前,聚合物没有发生明显的热降解。 通过对共聚物在水溶液的性能评价,共聚物加量为2%时,表观粘度为12.5mPa-s,可以看出共聚物具有一定的提粘效果,在200℃高温老化后,表观粘度为6.5mPa-s,共聚物水溶液仍有一定的粘度。考察了共聚物在钻井液中的降滤失效果和流变性,结果显示,聚合物加量为2%时,淡水基浆、饱和盐水基浆和复合盐水基浆的滤失量分别为5.2mL、7.4mL和6.8mL,具有良好的降滤失效果。聚合物在淡水基浆中抗温达200℃,在盐水基浆中抗温达180℃,说明共聚物具有较强的抗温抗盐能力。高温老化后钻井液没有增稠现象。 通过页岩滚动回收率实验研究了降滤失剂的抑制性能,在聚合物加量为2%时,页岩相对回收率为98.0%,说明聚合物具有较好的抑制性。在磺化聚合物钻井液中加入AM/AMPS/SSS/DMC,150℃3.5MPa下的滤失量由26.0mL降为16.2mL,表明共聚物能有效降低钻井液高温高压下的滤失量。 采用微观研究手段,分析了四元共聚物对钻井液的滤饼微观形貌和粘土粒径分布的影响,在这基础上分析了共聚物的抗温抗盐的降滤失机理。结果显示,共聚物在高温含盐的钻井液中可以对粘土颗粒进行有效吸附,增强了粘土颗粒在高温含盐环境中的水化分散能力,钻井液中出现了粒径在0.1μm-1μm的颗粒,有利于提高钻井液的滤饼质量。
[Abstract]:In this paper, starting from the high temperature resistant and inhibiting fluid filtration reducer, four kinds of monomers, AMPSN, methacryloxylethyl trimethylammonium chloride (DMCMC) and sodium styrene sulfonate (SSS), were selected. An amphoteric polymer drilling fluid filtration reducer was synthesized by aqueous solution polymerization with redox initiator system. The polymerization conditions such as reaction temperature, amount of initiator, total monomer concentration, monomer ratio, reaction time, pH value of reaction system were optimized by single factor experiment. The optimum reaction conditions were obtained as follows: the monomer ratio was AM: AMPS: SSS: DMCS: 10: 3: 1: 1: 1.5, pH value was 7, the amount of initiator was 0.410, the total monomer concentration was 25cm, the reaction temperature was 50 鈩，

本文编号：1922480