磺化沥青粉的室内研究剖析.doc

1 前言 1 2 选题背景 1 2.1 磺化沥青研究的目的和意义 1 2.2 国内外抗高温降滤失剂的研究动态和进展 2 2.2.1 国外研究现状 2 2.2.2 国内研究现状 3 2.3 主要研究内容需重点研究的关键问题及解决思路 4 3 方案论证 4 4 实验论述 5 4.1 实验仪器 5 4.2 实验药品 5 4.3 实验方法 6 4.3.1 SAS合成方法 6 4.4.2 搬土浆的配制 6 4.4.3 试验浆的配制 7 4.4.4 钻井液体系的配制 7 4.4.5 钻井液流变性的测定及流变参数的计算 7 4.4.6 钻井液API滤失量的测定 8 4.4.7 钻井液HT/HP滤失量的测定 9 4.4.8 合成的降滤失剂SAS的筛选 9 4.4.9 优选出的降滤失剂SAS最优加量选定及与不同钻井液体系的配伍性评价 9 4.4.10 合成的降滤失剂SAS的水溶性的测定 10 4.4.11 合成的降滤失剂SAS的油溶性的测定 10 4.4.12 优选出的降滤失剂SAS抗温性的评价 10 4.4.13 优选出的降滤失剂SAS抗盐性的评价 10 5 实验结果与讨论 10 5.1 抗高温降滤失剂SAS的合成 10 5.1.1探索阶段合成样 10 5.1.2 正交实验方法合成样 12 5.2 抗高温降滤失剂SAS的优选 12 5.2.1 合成探索样样品对试验浆2性能的影响 13 5.2.2 合成正交样的样品对试验浆1性能的影响 16 5.3 对合成的SAS各项性能评价 17 5.3.1 SAS加量对不同钻井液体系性能影响 17 5.3.2 抗盐性（NaCl） 21 5.3.3 抗温性 25 5.4 高温对降滤失剂及其作用的影响 27 5.4.1 高温对钻井液降滤失剂的影响 27 5.4.2 降滤失剂的高温降解 27 5.4.3降滤失剂的高温交联 27 5.4.4 高温对降滤失剂和粘土相互作用的影响 27 5.4.5抗高温降滤失剂作用机理 28 6结论与总结 28 参考文献 29 致 谢 31  磺化沥青粉的室内研究 学 生：齐超，长江大学化学与环境工程学院 指导老师： 罗春芝，长江大学化学与环境工程学院 1 前言 磺化沥青产品就是沥青经磺化剂作用所得的产品，一般为钠盐。主要成分为沥青磺化钠。由于磺化沥青含有磺酸基，水化作用很强，当吸附在页岩界面上时，可阻止页岩颗粒的水化分散起到防塌作用。同时，不溶于水的部分又能填充孔喉和裂缝起到封堵作用，并可覆盖在页岩界面，改善泥饼质量。 磺化沥青在钻井液中还起润滑和降低高温高压滤失量的作用，1、是一种堵漏、防塌、润滑、减阻、抑制等多功能的有机钻井液处理剂。2、润滑减阻，降低钻具的提升能力和扭距延长钻头使用期，预防和解除卡钻；3、形成薄而坚韧的泥饼强化井壁。控制高温失水；4、控制泥浆的高温剪切强度；5、可与其它泥浆处理剂复配使用。主要用作钻井液页岩抑制剂，同时兼有降滤失、润滑、防卡解卡的作用。可作钻井液乳化剂、页岩防塌剂和钻井液润滑剂。因此，本论文的研究具有很强的理论意义和现实意义。 2 选题背景 2.1 磺化沥青研究的目的和意义 在油田钻井过程中，常常会出现钻井液滤失的现象。钻井液的滤失，是由于在钻井过程中，储层的不稳定而破裂造成的。这种现象在油田钻井过程中常常出现，例如，2004年川东北地区碳酸盐岩储层28个构造328口井的统计显示：井漏244口，占统计总数的74.5%，井漏次数达670次[21]。储层的破裂造成的井漏，会导致钻井液在回流过程中大量涌入储层，不仅污染储层，更使得钻井液大量漏失，在直接造成了大量的经济损失的同时，也对后续的钻井采油操作带来了大量的不便。 并且，随着钻井深度的增加，底层的压力和温度也会随之增加，这就对钻井液体系在抗高温和抗高压方面有一定的要求。 为了解决这一问题，就要求在钻井液中加入一些能够抗一定的高温且降滤失的物质，这类物质能够有效地作用储层，保护了钻井液和储层，同时还能起到一定的稳固井壁的作用。 钻井液的降滤失剂主要有高分子合成聚合物、天然聚合物（纤维素类、淀粉类、褐煤类等）、磺化聚合物等几大类。其中磺化降滤失剂用量是较大的，磺化沥青(SAS)是目前国内外推崇的油田深井泥浆添加剂之一，液体为棕黑色粘稠状物或黑褐色膏状胶体，干制品为棕黄色脆性薄片状或粉末，易溶于水、具有良好的表面活性、润湿、乳化、分散和固着性，且有很好的热稳定性。主要用在深井盐水或饱和盐水体系中，是常用的钻井液处理剂是常用的钻井液抗高温降滤失剂。由于传统沥青在引入磺酸基后又同时具有较强的抗无机电解质能力，是油田应用较广泛的一种抗盐抗温降滤失剂[1-3]。但是该剂在现场应用时表现出抗温性不够高，易引起钻井液增粘、起泡等问题。因此，开展该剂的室内研究有