新型合成基钻井液降滤失剂合成和性能评价.pdfVIP

东 北 石 油 大 学 学 报 第 38卷 第 5期 2014年 10月 JOuRNAL ()FN()RTHEASTPETR()IEUM UNIVERSITY Vo1．38 NO．5 Oct． 2Ol4 新型合成基钻井液降滤失剂合成及性能评价 韩子轩 ，蒋官澄 。。，李青洋 。，姚如钢 (1．中国石油大学 (北京)石油T程教育部重点实验室 ，北京 102249； 2．中国石油大学(北京)油气资源与探测 国家 重点实验室 ，北京 102249) 摘 要 ：为解决合成基钻井液高温高压滤失量大的问题 ，以有机硅 、腐植酸和二椰油基仲胺等为主要原料 。运用活化 酯法对腐植酸进行改性 ，通过合成条件优化 ，研制一种亲有机质的有机硅腐植酸酰胺降滤失剂 FRA l；利用红外光谱 (FT IR)和热重…差热(TG DSC)进行化学结构和热稳定性分析 ，评价在不 同油水比合成基钻井液 中的性能．结果表 明：FRA一1在合成基钻井液体系 中有 良好的分散性和耐温性 ，优于常用 的油基钻井液降滤失剂 ，并且对钻井液流变性影 响较小 ，可 以替代沥青类和褐煤类产品作为合成基钻井液降滤失剂． 关 键 词 ：降滤失剂 ；合 成基钻井液 ；耐高温；有机硅 ；腐植 酸酰胺 中图分类号：TE254 文献标识码：A 文章编号 ：2095—4107(2014)05—0086—07 0 引言 合成基钻井液 (SBM)是将线性 a烯烃 (IAO)、天然气气制油 (GTI)、异构烯烃和线性石蜡等合成材 料作为基础油的油包水逆乳化钻井液体系．它性能优 良，不仅具有油基钻井液 的优点，而且基础油不含芳 香烃 ，对生物和环境污染小，不影响机械钻速 ，近年 已广泛应用在墨西哥湾和北海地 区[ ． 目前对于降滤失剂的研究主要集 中在油基钻井液降滤失剂，并未对合成基钻井液有过专门的研究．在 油基钻井液 中常用的是沥青类和褐煤类产品降滤失剂．我 国主要是通过腐植酸 (HA)与脂肪胺反应生成 有机酰胺 ，使腐植酸由水溶性变为油溶性 ，利用腐植酸的降滤失特性起到降滤失的作用 ，但是它在合 成基体系中应用有一定的局 限性 ，主要表现为分散性和耐温性不足．国外主要 以C一C。脂肪酸与有机胺 反应而生成脂肪酸酰胺衍生物 ，与白坚木提取物按一定 比例复配 ，作为油基钻井液降滤失剂[7]；哈里伯顿 公司研发一种油溶性聚合物甲基苯乙烯／丙烯酸酯共聚物 (ADAPTA@)作为油基钻井液降滤失剂，具有很 好的降滤失效果E。一 ．目前，还未见到以一种单一烯烃或者有机质作为基础油的合成基体系作为降滤失 剂方面的研究．粉末状添加剂在单一烯烃或者有机质中分散性受到影响，导致体系的流变性及稳定性受到 影响．近年来，在水基钻井液中有机硅降滤失剂产品受到越来越多的重视 ，已广泛应用在大庆 、辽河等油 田 。。．有机硅降滤失剂通过有机硅分子中 Si ()键与黏土 中Si一()键缩聚成 S 。() Si键，化学键极 其稳定 ，即使在200℃温度以上，也不易断裂 ，在泥饼上形成一个特殊而牢固的化学吸附层 ，提高黏土颗粒 的聚结特点，从而起到降滤失作用 ；人们在此基础上发展有机硅改性腐植酸 、有机硅改性淀粉、硅氟降滤失 剂等 _“j产品． 针对合成基钻井液体系的特点 ，在有机胺与腐植酸缩合而成的脂肪酸酰胺基础上接枝有机硅 ，研制高 分子改性有机硅酰胺类降滤失剂 FRA 1：一方面通过大分子烷基链 的作用 ，使FRA一1在有机质 中保持 良好的稳定性和分散性；另一方面接枝上的 Si ()一C键与有机土颗粒表面 的 Si ()键形成物理 吸附 层 ，同时在有机土颗粒中间吸附的乳化液滴使黏土颗粒充分分散 ，泥饼结构稳定 ，提高降滤失的作用． 笔者在对 FRA一1合成及结构表征的基础上 ，在线性 烯烃合成基钻井液 (IA()一SBM)和天然气气制油 合成基钻井液 (GTI一sBM)体系中，对 FRA一1的性能进行评价 ，并与其他降滤失剂进行对比． 收稿 日期 ：2014—03—27；编辑 ：刘丽 丽 基金项 目：国家 863项 目(2012AA091502)；国家 863项 目(Z；国家 自然科学基金创新研究群体项 目 作者简介