论文部分内容阅读
目前随着石油可开采量不断减少,我国浅层油气经过多年开采已日益枯竭,油田勘探开发慢慢的向复杂地层、深井、中深井、超深井及海洋方面发展。固井是石油开采作业中一个非常重要的过程。为了确保固井作业的安全,不同的添加剂比如降滤失剂通常被加入到泥浆中以改善泥浆性能。降滤失剂可以控制水分流失到地层中,阻止泥浆脱水。固井降滤失剂产品可分为三大类:微粒材料、水溶性改性天然高分子聚合物、水溶性合成聚合物。由于AMPS单体具有优异的耐温抗盐性能,所以基于AMPS单体合成的二元、三元水溶性聚合物已成为各国研究人员研发热点,而AMPS四元共聚物的研究较少,本文重点基于AMPS合成的四元共聚物进行了研究。(1)以降滤失性能测试(降滤失量)为考察指标时,通过正交与单因素实验,得出四元共聚物P(AMPS/NVP/AA/AM)的最佳工艺条件为:投料单体摩尔比AMPS:NVP:AA:AM=1:1:1:2,体系反应p H为11,反应时间4h,反应温度为90℃,通过核磁共振和红外光谱等验证四元共聚物的结构。(2)利用BROOK FLELD旋转粘度计,测定四元共聚物P(AMPS/NVP/AA/AM)在不同浓度水溶液、不同温度下水溶液体系的粘度,实验发现聚合物溶液粘度在随着浓度的增大而增大、温度的升高而减小。(3)为进一步研究聚合物结构与性能之间的关系,用单体DEAM、DMAM等摩尔分别代替AM合成P(AMPS/NVP/AA/DEAM)、P(AMPS/NVP/AA/DMAM),通过结构表征分别验证了不同四元聚合物的结构。(4)通过降滤失性能比较分析:在淡水体系下P(AMPS/NVP/AA/AM)和P(AMPS/NVP/AA/DMAM)添加用量为0.5%,26.7℃时,降滤失量分别可以控制在60m L和68m L,而P(AMPS/NVP/AA/DEAM)降滤失量控制在112m L;在盐水体系下P(AMPS/NVP/AA/AM)和P(AMPS/NVP/AA/DMAM)添加用量为1.0%,93.3℃时,降滤失量分别可以控制在68m L和64m L,而P(AMPS/NVP/AA/DEAM)降滤失量控制在96m L。(5)在稠化时间测试中:在淡水体系下,51.6℃,加量为0.5%时,P(AMPS/NVP/AA/DEAM)稠化时间178min较P(AMPS/NVP/AA/AM)166mins和P(AMPS/NVP/AA/DMAM)158mins长;在盐水体系下,51.6℃,加量为1.0%时,P(AMPS/NVP/AA/DEAM)稠化时间271mins较P(AMPS/NVP/AA/AM)266mins及P(AMPS/NVP/AA/DMAM)264mins长。本文中的水溶性四元共聚物反应过程中反应条件温和、工艺条件简单且对环境无污染。它作为降滤失剂具有巨大的潜在商业价值。