论文部分内容阅读
随着石油钻探行业的发展,钻探深度越来越深,地层温度、盐含量越来越高,传统降滤失剂达不到地下钻探要求,需要研制具有抗高温耐盐性能的降滤失剂来满足钻井技术发展。根据分子结构设计原则,采用丙烯酰胺(AM),烯丙基聚乙二醇(APEG),丙烯酸(AA)和对苯乙烯磺酸钠(SSS)四种单体,通过自由基水溶液聚合,制备一种抗温耐盐聚合物降滤失剂。通过单因素实验优化其最优合成条件为:AM,APEG,AA,SSS质量比为8:4:1:1,pH为8,单体浓度40%,过硫酸铵与亚硫酸氢钠质量比为3:1,加量占单体总质量的0.3%,温度60℃,聚合时间4h。借助红外光谱,核磁共振,热重分析,凝胶色谱等仪器对降滤失剂的结构进行表征,其结果显示为:通过红外,核磁表征,聚合物结构与设计结构一致;通过热重分析,共聚物具有较好热稳定性能,分解温度高达230℃;通过凝胶色谱分析,分子量分布比较窄,说明降滤失剂合成条件比较合理,能有效控制副反应的发生。.通过对聚合物降滤失剂在基浆中加量,抗高温性能,抗NaCl,KCl,MgCl2,CaCl2和复合盐水性能进行评价,发现降滤失剂在淡水基浆中最优加量为1.0%;并在240℃高温老化后,仍具有良好的降滤失性能,说明该降滤失剂具有优异的抗高温性能;分别在含 3 6%NaCl、34%KCl、0.7%MgCl2、0.5%CaCl2 的钻井液中及含 5%NaCl+5%KCl+0.5%CaCl2+0.7%MgCl2的复合盐水钻井液中,聚合物降滤失剂均具有较强的降滤失能力,说明聚合物降滤失剂具有良好的抗盐能力及抗CaCl2,MgCl2,KCl,NaCl的能力依次增强。借助扫描电镜,激光粒度仪,Zeta电位仪等观察滤饼的微观形貌,测量黏土粒径分布和钻井液Zeta电位,从而对聚合物降滤失剂抗高温耐盐的降滤失机理进行分析。结果显示,聚合物降滤失剂在高温、含电解质环境中,对黏土颗粒有良好的吸附作用和分散作用,有较为合理的粒度分布,有利于形成致密的滤饼,起到良好的降滤失性能。