粘弹性聚合物水基钻井液体系研究
发布时间：2021-07-16 14:55
在大位移井、页岩气水平井等复杂结构井钻进过程中,常因携岩困难或泥页岩水化等原因发生井下复杂情况,如缩径、卡钻等。针对携岩困难,通常向水基钻井液体系中添加膨润土或常规聚合物增粘提切剂,但是提切效果不佳,一定程度上影响钻井效率;针对泥页岩水化引起的井壁失稳,一般添加包被剂或抑制剂,但是仍未完全满足要求。为解决上述问题,合成两种粘弹性聚合物分别作为增粘提切剂和井壁稳定剂,并研制了粘弹性聚合物水基钻井液体系。针对携岩困难问题,本文研制了一种疏水缔合两性离子聚丙烯酰胺衍生物（ADBA）作为增粘提切剂,通过疏水缔合、静电作用以及氢键作用等弱缔合作用,该处理剂能够形成三维网状结构。粘弹性聚合物ADBA具有较好的增粘提切性、剪切稀释性和粘弹性。同时,网状结构和引入的磺酸基团提高了ADBA的抗温性。以ADBA为增粘提切剂的低密度和高密度无土相水基钻井液在流变性和滤失造壁性方面均好于以聚丙烯酰胺钾盐（KPAM）为增粘提切剂的体系。针对泥页岩水化引起的井壁失稳问题,本文研究了一类井壁稳定剂（JWD）,即将丙烯酰胺等单体接枝到聚乙烯醇（PVA）上。通过亲水基团,JWD可以与泥页岩形成多点吸附,JWD吸附在泥页...
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
技术路线图
DMDAAC 中形成的五元环结构（图 2.1b）以及疏水单体 BA 中的疏水基团（图2.1c）能够形成疏水缔合作用。通过氢键作用、静电作用以及疏水缔合作用，形成网状结构，并且能够控制聚合物的性质，如粘弹性、降滤失性。图 2.1 增粘提切剂（ADBA）化学结构式Fig. 2.1 The chemical structure of ADBA.
中国石油大学（北京）博士学位论文液的高温高压滤失量（HTHP）。测定方法按照美国石油协会（API）规格《GB16783.2-2012 石油天然气工业 钻井液现场测试 第 1 部分 水基钻井液》规定。2.2 结果与分析2.2.1 粘弹性聚合物增粘提切剂的化学结构表征（1）增粘提切剂 FT-IR 谱图分析增粘提切剂的 FT-IR 谱图如图 2.3 所示。3438cm-1为 N-H 的拉长伸缩振动峰2925cm-1为 CH2的伸缩振动（δ-CH2-伸缩带）；1652cm-1的 C=O 伸缩振动（δC伸缩带）；1455cm-1和 1312cm-1分别代表五元环中的 C-C 和 C-N 的伸缩振动1040cm-1和 1185cm-1为 AMPS 中-SO3-处伸缩振动，1645-1620cm-1处没有峰值，明不存在 C=C，即单体充分反应。
【参考文献】：
期刊论文
[1]丙烯酰胺与聚乙烯醇的固相接枝共聚[J]. 张康,荆蓉,程飞,朱谱新. 纺织学报. 2016(12)
[2]环保型高效页岩抑制剂聚赖氨酸的制备与评价[J]. 宣扬,蒋官澄,李颖颖,陈俊斌,欧阳伟,罗陶涛,宋然然. 天然气工业. 2016(02)
[3]应用于中国页岩气水平井的高性能水基钻井液[J]. 龙大清,樊相生,王昆,范建国,罗人文. 钻井液与完井液. 2016(01)
[4]聚乙烯醇/丙烯酰胺耐温耐盐调剖剂的合成与表征[J]. 徐黎刚,杨隽,闫霜,姚棋,潘小杰,王芬. 武汉工程大学学报. 2015(05)
[5]中国天然气对外依存度升至32.2%[J]. 天工. 天然气工业. 2015(02)
[6]Novel hydrophobic associated polymer based nano-silica composite with core–shell structure for intelligent drilling fluid under ultra-high temperature and ultra-high pressure[J]. Hui Mao,Zhengsong Qiu,Zhonghou Shen,Weian Huang,Hanyi Zhong,Wenhao Dai. Progress in Natural Science:Materials International. 2015(01)
[7]钾钙基聚磺混油钻井液在JHW 003水平井中的应用[J]. 倪红霞,魏云,彭健,王少根,段明祥,汪世国. 化工管理. 2014(29)
[8]黏弹性聚合物钻井液技术[J]. 杨倩云,郭保雨,严波. 钻井液与完井液. 2014(03)
[9]仿生固壁钻井液体系的研究与现场应用[J]. 蒋官澄,宣扬,王金树,张弘,张振华,彭春耀. 钻井液与完井液. 2014(03)
[10]基于仿生技术的强固壁型钻井液体系[J]. 宣扬,蒋官澄,李颖颖,耿浩男,王金树. 石油勘探与开发. 2013(04)
硕士论文
[1]超分子VES清洁压裂液性能评价及苏里格现场应用[D]. 姬思雪.西安石油大学 2016
[2]强抑制水基钻井液配方研制与性能评价[D]. 巩加芹.中国石油大学 2011
[3]有机胺钻井液的研究与应用[D]. 杨龙波.中国石油大学 2010
[4]硅酸盐钻井液体系的研究[D]. 王明贵.西南石油学院 2002
本文编号：3287227
【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
技术路线图
DMDAAC 中形成的五元环结构（图 2.1b）以及疏水单体 BA 中的疏水基团（图2.1c）能够形成疏水缔合作用。通过氢键作用、静电作用以及疏水缔合作用，形成网状结构，并且能够控制聚合物的性质，如粘弹性、降滤失性。图 2.1 增粘提切剂（ADBA）化学结构式Fig. 2.1 The chemical structure of ADBA.
中国石油大学（北京）博士学位论文液的高温高压滤失量（HTHP）。测定方法按照美国石油协会（API）规格《GB16783.2-2012 石油天然气工业 钻井液现场测试 第 1 部分 水基钻井液》规定。2.2 结果与分析2.2.1 粘弹性聚合物增粘提切剂的化学结构表征（1）增粘提切剂 FT-IR 谱图分析增粘提切剂的 FT-IR 谱图如图 2.3 所示。3438cm-1为 N-H 的拉长伸缩振动峰2925cm-1为 CH2的伸缩振动（δ-CH2-伸缩带）；1652cm-1的 C=O 伸缩振动（δC伸缩带）；1455cm-1和 1312cm-1分别代表五元环中的 C-C 和 C-N 的伸缩振动1040cm-1和 1185cm-1为 AMPS 中-SO3-处伸缩振动，1645-1620cm-1处没有峰值，明不存在 C=C，即单体充分反应。
【参考文献】：
期刊论文
[1]丙烯酰胺与聚乙烯醇的固相接枝共聚[J]. 张康,荆蓉,程飞,朱谱新. 纺织学报. 2016(12)
[2]环保型高效页岩抑制剂聚赖氨酸的制备与评价[J]. 宣扬,蒋官澄,李颖颖,陈俊斌,欧阳伟,罗陶涛,宋然然. 天然气工业. 2016(02)
[3]应用于中国页岩气水平井的高性能水基钻井液[J]. 龙大清,樊相生,王昆,范建国,罗人文. 钻井液与完井液. 2016(01)
[4]聚乙烯醇/丙烯酰胺耐温耐盐调剖剂的合成与表征[J]. 徐黎刚,杨隽,闫霜,姚棋,潘小杰,王芬. 武汉工程大学学报. 2015(05)
[5]中国天然气对外依存度升至32.2%[J]. 天工. 天然气工业. 2015(02)
[6]Novel hydrophobic associated polymer based nano-silica composite with core–shell structure for intelligent drilling fluid under ultra-high temperature and ultra-high pressure[J]. Hui Mao,Zhengsong Qiu,Zhonghou Shen,Weian Huang,Hanyi Zhong,Wenhao Dai. Progress in Natural Science:Materials International. 2015(01)
[7]钾钙基聚磺混油钻井液在JHW 003水平井中的应用[J]. 倪红霞,魏云,彭健,王少根,段明祥,汪世国. 化工管理. 2014(29)
[8]黏弹性聚合物钻井液技术[J]. 杨倩云,郭保雨,严波. 钻井液与完井液. 2014(03)
[9]仿生固壁钻井液体系的研究与现场应用[J]. 蒋官澄,宣扬,王金树,张弘,张振华,彭春耀. 钻井液与完井液. 2014(03)
[10]基于仿生技术的强固壁型钻井液体系[J]. 宣扬,蒋官澄,李颖颖,耿浩男,王金树. 石油勘探与开发. 2013(04)
硕士论文
[1]超分子VES清洁压裂液性能评价及苏里格现场应用[D]. 姬思雪.西安石油大学 2016
[2]强抑制水基钻井液配方研制与性能评价[D]. 巩加芹.中国石油大学 2011
[3]有机胺钻井液的研究与应用[D]. 杨龙波.中国石油大学 2010
[4]硅酸盐钻井液体系的研究[D]. 王明贵.西南石油学院 2002
本文编号：3287227
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3287227.html
