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含阳离子基团的钻井液处理剂研究进展 42 第z卷第期 含阳离子基团的钻井液处理剂研究进展 杨小华尹标超位华 (中原石油勘探局钻井泥浆技术研究所.濮阳457001) 橱朝光 (中原石油勘探开发科学研究院采收率所,准阳457001) 摘要介绍了国内含阳离子基团的钻井液处理剂的研究进展,指出了含昭离于基 团的钻井液处理剂的发展方向 关键调钻井液处理荆昭离于基团综连 钻井液处理剂发展到20世纪8O年代后期. 由于含13离子基团的钻井液处理剂在抑制页岩水 化,稳定井壁,保护油气层,提高钻井速度,降低能 耗和钻井综合成本等方面显示出阴离子型钻井液 处理剂难以比拟的优点,从而成为油田化学工作 者关注的研究热点之一:2O世纪90年代末期. 由于含磺酸基单体2一丙烯酰胺基一2一甲基丙 磺酸(AMPS)的引入,使含阳离子基团的钻井液处 理剂的水平迈上了一个新台阶.含阳离子基团的 处理剂所具有的独特性能.使其不仅可作为粘土 稳定剂,钻井液降滤失剂,降粘剂,包被剂,而且还 可怍缓蚀剂和杀菌剂等,在油田开发中具有广阔 的应用前景. 1阳离子化台物类处理剂 低相对分子质量的阳离子化台物在钻井泥浆 领域俗称为小阳离子,由于其相对分子质量适 中,常用作牯土稳定剂.如王中华等研制的粘土稳 定剂XA一1,一和泥页岩稳定剂HT一2叭J.xA一 1用于钻井液中无强絮凝作用,可与现有处理剂 配伍.能抑铷钻屑分散,稳定井壁,降低亚微粒子 含量,控制井径扩大.HT一201在泥浆中与阳离 子,阴离子处理剂均有良好的配伍性,抑制牯土和 页岩水化分散的能力强,对页岩有稳定效果岩 心经HT一201水溶液处理后渗透率恢复值高.保 护油气层的效果优于采油作业中常用的牯土防膨 剂PS一100和CS一100.由于小阳离子消除了强 絮凝现象且有较好的抑制性,所以开发的品种较 多.如双三甲乙基氯化铵(NW一1),环氧丙基三甲 基氯化铵(QC一1)等,形成了阳离子钻井液体 系.实践证明¨】,小阳离子钻井液在中原油 田,大庆油田,冀东油田等的应用中均显示出良好 的效果: 9O年代中期,针对新型钻井液处理剂阡发的 需要,还合成了一些易与丙烯酸(AA),丙烯酰胺 (AM)共聚的丙烯酰胺系阳离子化合物,如3一丙 烯酰胺基正丙基氯化铵(APDMAC),2一丙烯酰胺 基乙基二甲基氯化铵(AEDMAC).3一甲基丙烯酰 胺基正丙基三甲基氯化铵(MPIblAC),2一羟基一 3一甲基丙烯酰氧基正丙基三甲基氯化铵 (HMOPTMAC),甲基丙烯酰氧基三甲基氯化铵 (MOTAC),以及含有烯丙基的三甲基烯丙基氯化 铵(TMAAC),二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC) 和二乙基二烯丙基氯化铵(DEDAAC)等.由于上 述阳离子化台物具有独特的结构,因此利用这些 化台物台成了一系列新型钻井液处理剂:上述阳 离子化台物也可直接用作钻井和采油作业中的粘 土稳定剂. 2阳离子聚合物类处理剂 多年的钻井实践和对油田化学品的深入研究 表明,2O世纪8O年代初发展的以丙烯酸多元共 聚物为代表的阴离子型聚台物钻井液处理剂已表 收稿日期:200t.呻一【7 作者简介:橱小华,工程师,从事油田化学品l什靛与应用 研究工作.完成部墩鉴定成果【项.垃袭论文11稿. 杨小华等含阳离子基团的钻井渣l处理剂研究进展 现出越来越多的局限性,如静结构强,高低速下的 水眼能耗大,在抑制页岩和牯土水化,稳定井壁和 控制地层造浆方面的能力有限,不能满足现代化 钻井的需要.有机阳离子聚合物由于有效期长, 性能稳定,用法简单,用量少,具有一剂多效等优 点,已成为聚合物处理剂开发的方向之一.屈撑 国等研制的PDMDAAC作为性能优良的牯土稳 定剂,具有作用效果持久,抗冲刷能力强,耐高温, 与酸,碱,无机盐配伍性好等特点;作为絮凝剂,具 有用量小,作用快,絮凝大,易分离的特点.研究 表明E6,7},AM/DMDAAC共聚物,AM/TM_amp;~C共聚 物,AM与甲醛,二甲胺共聚物,及PAM与环氧 氯丙烷和三甲胺为原料合成的阳离子聚丙烯酰胺 等聚合物,除具有良好的粘土稳定性,还具有絮 凝,缓蚀等作用.高锦屏等s以环氧氯丙烷和多 乙烯多胺通过缩聚合成的聚季铵有机阳离子聚合 物PQ对页岩抑制能力强,若与小阳离子聚台 物配合使用,效果更佳.岳钦艳等发现DM— DAAC/AM共聚物的水解产物对混台金属层状氢 氧化物MMH一膨润土泥浆体系具有稀释作用和 一 定的降失水作用.何金龙等研制的聚季铵 盐型粘土稳定剂CTI2—1.能有效控制粘土水化 和微粒运移.刘雨晴等开发的阳离子降滤失 剂CHSP～I可以耐200℃以上高温,抗钙能力强, 可抗盐至饱和,具有良好的抑制性能和降滤失作 用,且与其它处理剂配伍性良好,适用于各种水基 钻井液体系.范振中等.以水解聚丙烯腈,三甲 胺和