以季戊四醇为支化剂合成低黏度高切力钻井液提切剂

发布时间：2021-06-21 06:40

　　针对目前水基钻井液常用的提切剂普遍存在黏度增加幅度大于切力增加幅度的缺点,以季戊四醇为支化剂,硝酸铈铵为引发剂,引发丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与4-乙烯基-1-（3-磺丙基）吡啶内嗡盐（4-VPPS）共聚,合成出低黏度高切力钻井液用提切剂PAAVP,并考察了合成条件对该聚合物黏度和切力的影响。聚合体系中引入季戊四醇后其表观黏度降低,动塑比提高,优选季戊四醇加量为单体质量的2.5%～3.0%。4-VPPS有利于提高聚合物抗温抗盐性,优选在聚合单体中占比为6%～10%。引发剂加量为单体质量的0.0275%～0.03%。按照推荐配比合成出的聚合物PAAVP的1%水溶液表观黏度为27 mPa·s,动塑比为1.45 Pa/mPa·s。PAAVP溶液在150℃热滚后仍能保持74%的黏度和54%的动塑比值,比常规提切处理剂黄原胶具有更好的抗温性。PAAVP在5%NaCl溶液中能保持91%的黏度和85%的动塑比值,作为钻井液低黏提切剂有较大的应用潜力。 

【文章来源】：钻井液与完井液. 2020,37(03)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

季戊四醇为核制备多支形聚合物示意图

在苯溶剂中加入4-VP(4-乙烯基吡啶），搅拌溶解均匀后移入80℃油浴，搅拌状态下加入同物质的量的1,3-PS(1,3-丙磺酸内酯），继续搅拌，5～8 min后开始出现白色不溶物，反应12 h后过滤，用丙酮洗剂，在50℃烘干得样品4-VPPS，见图2。2.2.2 PAAVP的合成

季戊四醇能有效提高合成聚合物的空间网络结构[12-14]，选用了丙烯酰胺单体，考察了支化剂季戊四醇对聚合物提切效果的影响（见图3）。可知，未加季戊四醇时，合成的聚合物为AM的共聚物，表观黏度高，动塑比低。加入季戊四醇后，溶液的表观黏度降低，动塑比升高。分析认为季戊四醇在引发剂作用下，羟基被引发，生成4个对称的活性位点，单体在活性位点聚合，形成4个支链，AM聚合单体分配到四个链节上，单一链段的长度较未加入季戊四醇时短，但链段及聚合物之间通过氢键、离子键等相互作用增强了溶液的空间网络结构，因此溶液的表观黏度下降，动塑比升高，溶液对固相的悬浮能力增强。当季戊四醇加量大于单体的2.5%后，继续提高其加量动塑比变化幅度变小，分析认为在单体量不变的情况下，过多的活性位点会降低支链的链段长度，空间网络结构并不会继续增强[15]。实验选用季戊四醇为单体质量的2.5%～3.0%。3.2单体种类对聚合物黏度、切力及抗温效果的影响

【参考文献】：
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本文编号：3240191