耐高温钻井液降黏剂StAMPSAA的研制.docxVIP

第29卷第2期钻井液与完井液V01．29No．22012年3月DRILLINGFLUIDCOMPLETIONFLUIDMar．2012【理论研究与应用技术】耐高温钻井液降黏剂St／AMPS／AA的研制刘立新1，杜俊涛1，刘顺平1，陈娟娟1，史l、建2，赵晓非1(1．东北石油大学化学化工学院·石油与天然气化工省重点实验室，黑龙江大庆；2．中国石化青岛炼油化工有限责任公司，山东青岛)刘立新等．耐高温钻井液降黏剂St／AMPS／AA的研制[J]．钻井液与完井液，2012，29(2)：18-20．摘要以苯乙烯与2．丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸和丙烯酸为原料，DMF(N，N-二甲基甲酰胺)为溶剂，引发剂BPO(过氧化苯甲酰)用量为1．0％，溶液共聚温度为85℃，反应时间为4h，合成了St／AMPS／AA共聚物钻井液降黏剂。室内实验表明，加入O．5％该共聚物后，淡水钻井液在常温下的表观黏度由28．8mPa·S降至23．4mPa·S，降黏率为58t3％；在260℃老化16h后表观黏度由37．1mPa·S降至6．8mPa·S，降黏率为76．8％，该剂用作抗高温降黏剂在淡水钻井液中具有良好的耐温性和降黏效果。关键词降黏剂；St／AMPS／AA三元共聚物；抗高温钻井液；钻井液添加剂中图分类号：TE254．4文献标识码：A文章编号：1001．5620(2012)02—0018-030引言扩散双电层，提高黏土颗粒表面的负电性，并增加水化层厚度，将黏土颗粒形成的结构拆散，故该共聚高温下’钻井液中的各种组分均会发生降解、增物能在高温下显著降低钻井液的黏度和切力。稠、发酵及失效等变化，使钻井液性能发生剧变，并且不易调整和控制。任何刁亨面性能达不到要求，1实验部分都可能会造成深井钻井的复杂问题或降低油井的1．1原料、仪器与合成原理产能¨。2]。目前中国所用钻井液抗温性能一般低于200℃，钻井液抗高温技术已成为制约深部地层石油丙烯酸、苯乙烯、过氧化苯甲酰(BPO)、N，N一天然气资源勘探、开发的技术瓶颈[3-4]o为保证钻井二甲基甲酰胺(DMF)、AMPS，均为分析纯，SF液流变性，抑制高温下钻井液的黏度、切力急剧上升，型钻井液硅氟高温降黏剂。TENSOR27傅里叶红外急需研制性能优良、成本低廉的新型抗高温降黏剂。光谱仪；ZNN—D6型六速旋转黏度仪；ZK．824型电研究人员已在AMPS基础上合成了一些新的AMPS热真空干燥箱；RollerOven702—40型滚子加热炉等。共聚物，如：AMPS／AA／MA、AMPS／AA／DMDAAC一降黏剂St／AMPS／AA聚合物的合成原理如下。木质素磺酸盐等，这些降黏剂在室内与现场应用中降黏效果良好，耐温达160～220℃[5-8]。矿产一一cH厂s03H根据抗高温降黏剂分子的设计，合成出耐260oC叫I∞高温的St／AMPS／AA聚合物降黏剂，产品分子具有苯环及主链为C—C结构的刚性结构，有很好的热一稳定性；水化基团磺酸基和吸附基团酰胺基既能提百cHf—s03H高其耐温|生，又能与极性基团羧基在水中解离形成基金项目：黑龙江省自然科学基金项目(B200912o第一作者简介：刘立新，教授，1968年生，毕业于大庆石油学院，现在主要从事高分子合成方面的研究。地址：黑龙江大庆市东北石油大学化工馆242室(杜俊涛收)；邮政编码163318；电话(0459)6505783E．mail：dujunta0333@163．corn。万方数据第29卷第2期刘立新等：耐高温钻井液降黏剂St／AMPS／AA的研制191．2St／AMPS／AA的制备2．2．2单体配比将一定量的AA和AMPS倒人四口烧瓶中，加实验设定聚合温度为85℃，BPO加量为1．o％，入适量的溶剂DMF，在室温下搅拌至混合物呈透聚合时间为4h不变，分别改变AA和St的加量来明状，将反应混合物升温至预定温度，加入BPO，确定单体的最佳物质的量比。首先固定st和AMPS滴加苯乙烯，在恒温条件下，保持搅拌反应4h。物质的量比为1：1，改变AA的物质的量比，考察反应结束后将反应物冷却至室温，分离出溶剂，真聚合物产率和降黏率随AA加量的变化，实验结果空干燥后，用研钵研细，得到目标产物。见图2。由图2可知，产品产率均在60％以上，分析可知，苯乙烯、AMPS和丙烯酸的竞聚率都很小，1．3基浆配方及性能评价方法易发生聚合反应；随着丙烯酸加量的增加，聚合物淡水基浆：在1L水中加入5g碳酸钠和100g产率变化不大，这是由于丙烯酸分子相对较小，因膨润土，高速搅拌2h，室温下放置养护24h。此影响不大；降黏率随着AA加量的增加迅速升至依据石油天然气行业标准sY／T5243—91《水76．8％后下降，说明适当引人吸附基团一c00H有基钻井液用降黏剂评价程序》对降黏剂进行评价