论文部分内容阅读
论文研究了一种四元共聚钻井液降滤失剂的合成及性能评价。聚合物的合成采用了氧化·还原引发体系,四种单体分别为丙烯酰胺(AM),2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS),乙烯基吡咯烷酮(NVP),丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)。针对于此种四元共聚物研究了聚合条件对于聚合物降滤失性能的影响以及产品作为降滤失剂的降滤失性能,抗温抗盐性能,抑制性能以及与超细碳酸钙的适应性能研究。采用单因素实验法研究了合成条件对于聚合物降滤失性能的影响。在单因素实验结果的基础上设计了 5因素4水平的正交实验。具体考察了四元共聚反应的反应温度,pH值,引发剂加量,单体配比,单体浓度五个水平。高温老化正交实验得出聚合最优条件为:引发剂加量为0.3%,聚合温度60℃,单体浓度为40%,体系pH值为9,单体的质量配比AMPS/AM/NVP/DAC为3.3/3.3/0.5/0.5。在聚合物的红外表征中能够明显观察到酰胺基团,季铵盐,内酰胺基团,亚甲基,磺酸基团所对应的吸收峰。通过聚合产物的红外光谱以及核磁氢谱可以证明实验合成聚合物为目标产物。采用高温老化正交实验筛选的最优条件合成的聚合物测试钻井液的降滤失性能。发现随着降滤失剂加量的增多,钻井液的降滤失能力增强。在加量为1.5%的淡水,盐水,复合盐水,饱和盐水基浆的滤失量分别为5.6mL,9.7mL,16.1mL,20.9mL。在降滤失剂的抗高温老化实验中发现在200℃下老化16h后滤失量明显升高。在180℃下加入降滤失剂的泥浆体系的滤失量均与常温同样加量下的滤失量基本保持一致。这说明实验合成降滤失剂能够抗180℃及其以下高温。流变性能实验中,可以发现钻井液降滤失剂的加入可以明显提高钻井液的塑性粘度和动切力。在加量为1.5%时,可将淡水基浆的动切力提升至12Pa,增大了钻井液的携带能力。在抑制性评价实验中,当加入0.6%的产物于淡水基浆中,可将一次以及二次滚动回收率提高至75.1%和70.7%。产品具有优异的抑制性能。抗盐性能评价实验中,在产品加量为1.5%的淡水基浆中能够在钻井液遇到2%的硫酸钙或20%的NaCl入侵时保证其滤失量小于10mL。产品与新疆油田常用的4种降滤失剂相比其降滤失能力以及增粘能力均有提高。合成产物的抗温性能均优于其他4种钻井液降滤失剂。在新疆油田常用的3种钻井液体系中有良好的适应性能。当产品在3种钻井液体系中加量为0.6%时,100℃老化16h前后的滤失量均不变,API(0.7MPa)滤失量小于5mL。