钻井液论文关于国内钻井液降滤失剂的应用论文范文参考资料

钻井液论文关于国内钻井液降滤失剂的应用论文范文参考资料 成为重要的钻井液处理剂，因为其原料丰富、价格相对低廉，生产工艺也较简便。然而CMC分子主链是以醚键相连结，一般在钻井液中抗温只能达到l30140，加之其抗高价离子污染、抗盐能力有限，在更大范围内应用受到限制。添加诸如苯酚、苯胺、水杨酸等抗氧化合物可以改善CMC的抗温性能(使用温度可提高到l50 以上)，由于这些抗氧剂的毒性人们很少使用。用化学方法在分子中引入一些基团，如*、乙基、氰乙基、羧乙基等可以有效的改善CMC的抗温性能。一个典型的例子2是用丙烯腈对CMC在碱性条件下进行氰乙基化反应，其结果使CMC在抗高温、抗盐及抗高价离子污染方面有了大的改善，尤其是在提高抗高价离子污染方面，显著优于CMC，扩大了CMC的应用范围。张连生等3以CMC为骨架用混合稀土高价硝酸盐引发AM进行自由基接枝聚合得到CMCPAM梳型共聚物，经水解处理和羟*化反应制得聚N-羟*丙烯酰胺丙烯酸钠接枝羧*纤维素则是又一新型改性产物，该产物作为钻井液添加剂，有良好的综合性能；进一步研究表明，这一接枝产物的增粘和降滤失能力显著优于Drispac，由于N-羟*丙烯酰胺接枝共聚物降解后的产物仍具有足够的分子量，在淡水泥浆中经165高温后仍能保持良好的降滤失性能4。蒋太华等5由改性纤维素与丙烯腈在一定条件下接枝共聚、水解、磺化而制得一种新型降滤失剂LS-2，经和现场试验表明，该降滤失剂热稳定性好，对泥浆体系的粘切影响小，抗电解质能力强，可适用于各种钻井液体系。 2.2淀粉反其衍生物 淀粉衍生物类降滤失剂以其良好的抗盐性能而成为饱和盐水钻井液的理想降滤失剂。谭业邦等6用接枝的方法合成了一种淀粉接枝磺*化聚丙烯酰胺(S-g-SPAM)，泥浆性能试验表明，该产品在淡水、盐水和饱和盐水泥浆中无论在室温或150下均具有好的降失水效果和良好的抗钙污染能力。高锦屏等7用淀粉、AM 和PVA(聚乙烯醇)制得接枝共聚产物，其降滤失、抗温性能优于CMC，而其成本比CMC低。 2.3合成树脂类 磺*酚醛树脂(*P)是典型的合成树脂类降滤失剂，由于其分子主链中含有苯环，热稳定性好，在泥浆中抗温能力强，同时其主要水化基团CH2SO3对盐的敏感性弱，因此处理剂的抗盐污染能力提高，使*P类在石油深井钻探和盐水泥浆中得到较广泛的应用，并发展了以*P为主的用于深井段的钻井液体系。为了进一步扩大*P的应用范围，在*P现场应用的基础上还开展了*P的改性工作。谭道忠等8，由*P、*C和HPAN经复配或共缩聚制得一种代号SPNH的钻井液高温稳定剂，这一添加剂在现场应用中取得了显著的技术效益。甘肃省山丹县龙首化工厂9针对油田需要研制生产了一种代号PSC的磺化酚腐植酸铬泥浆处理剂，该剂具有较好的抗盐、抗温能力，在降滤失量的同时还有较好的降粘作用。王平全10选用风化煤与苯酚、磺化剂、交联剂等反应而制得一种新型的抗高温降失水稳定剂PSC-I，它具有较好的降失水作用，抗温能力强、抗盐性好，其效果明显优于*P及*P与*C的复配物。HMF则是冷福清11以*P与*C共聚制得的多功能降滤失剂，因其具有好的降滤失效果及抗盐、抗温能力，是一种较理想的抗高温降滤失剂。由*P与木质素磺酸钠缩聚而得的SLSP，除具有*P的抗温抗盐能力外，还有降粘作用。中原油田在钻井液实践经验的基础上，由*P、水解聚丙烯腈、腐植酸钾等共缩聚制得的SDX，除具有以往产品良好的降失水作用外，还具有较好的防塌作用。以SDX和XA-l为主设计的XA-I/SDX低聚物抑制性泥浆体系有效的解决了中原油田易塌地层防塌问题 。 2.4 丙烯酸多元共聚物 聚台物类是目前用量最大的降滤失剂之一其发展速度较快。这类聚台物以丙烯酸、丙烯酰胺共聚物为主。腈纶废料的水解产物是一种中等分子量且价格低廉的丙烯酸多元共聚物，其成本仅相当于纯粹合成聚合物的1/3。因此其用量在钻井液中一直占主导地位。这类产品有水解聚丙烯腈钙(N)、水解聚丙烯腈钠、铵、钾盐等。近年来铵盐有取代其钠、钙盐的趋势，为了充分利用PAN废料，近年来在制备工艺及改性方面进行了一定的工作。彭振斌12采用PAN和PAM在高温下加压共水解的方法制备了一系列新型的多效处理剂-水解双聚铵，现场应用表明，这种水解产物具有加量少、综合性能好，与其它处理剂配伍效果更佳，同时具有较好的抗盐、抗钙、抗温和防塌效果。王中华13采用PAN废料与CaO等在适量的H2O存在下高温高压水解制得CPA(相当于水解聚丙烯睛钙)，其性能可以达到通用的水解聚丙烯腈钙标准，而成本仅相当于传统法的3/5，从而开辟了PAN废料利用的一条新途径。 第三章 发展概述 从钻井液处理剂的发展看，70年代以来，水解聚丙烯腈盐类、聚丙烯酰胺和水解聚丙烯酰胺在钻井液处理剂中得到广泛应用，并形成了低固相不分散钻井液体系。在80年代实践经验的基础上，90年代的FA367为代表的两离子型聚合物，使聚合物钻井液工艺技术又有了新的发展。而阳离子处理剂的研究也逐步为人们所重视，但并没有真正形成阳离子处理剂系列及钻并液体系。由于缺乏更多的配套措施也限制了该体系的发展，90年代初期至中期，正电胶钻井渣成为钻井液界的研究热点，但也没有形成真正的配套的钻井液处理剂和钻井液体系，正电胶仅仅是一种处理剂而已分析上述情况可知。聚合物类处理剂品种最多，但主要为丙烯酸和丙烯酰胺的多元共聚物，后来尽管人们试图通过引入部分阳离子基团来提高产品的综合性能，但由于所用阳离子单体的聚合活性的限制，阳离子单体的引入量有限，在改善聚合物的综合性能方面并无长足进步。2丙烯酰胺基2*丙磺酸(AMPS)作为一种新型的含磺酸基单体，由于其易聚合且易得到高相对分子质量的产物，因此受到了油田化学领域的重视。80年代初期国外就开始了AMPS共聚物的研究与应用，但由于当时AMPS的生产工艺复杂，且产量有限、成本高，研究进展较缓慢。中国从80年代末期开始AMPS及其共聚物的研究工作，90年代中期，聚合级AMPS的问世，使AMPS聚合物的研究为人们所重视，但进展亦较为缓慢，直到90年代后期，AMPS聚合物才得以在现场应用至2000年12月，AMPS聚合物已经在近1O0口并应用，取得了显著的经济效果和效益。从钻井液处理剂的牌号看，中国有200多种产品。但归结起来，不外乎丙烯酸多元共聚物、腐殖酸改性产物、磺*酚醛树脂、纤维素和淀粉类，其中尤以水解聚丙烯腈与褐煤、磺*酚醛树脂复合物类产品居多许多将水解聚丙烯腈与褐煤、磺*酚醛树脂等掺和在一起。 3.1 利用新单体合成聚合物降滤失剂 合成聚合物是用量大的钻井液降滤失剂之一，也是国内油田化学工作者研究、探索最集中、最活跃的领域。研究表明，采用新单体与丙烯酸、丙烯酰胺等共聚，可改善聚合物类处理剂的耐温性能和抗高价离子污染的能力。这方面的研究报道见表3-114。 表3-1 利用新单体合威的聚合辅降滤失剂 名称或代号 原料或组成 主要性能与适用的钻井液体系 FLA 以2丙烯酰胺基2*丙磺酸(AMPs)为主，配合其他几种乙烯基单体 在3%钠膨淘土基浆中加量2时抗温能力达220，抗盐至饱和，抗5%Nacl，在蘸水、盐水、饱和盐水及含钙钻井液体系中的抗温降滤失能力忧于国外同类产品 MOTAC/AA/AM *丙烯酰氯基三*氯化铵、丙烯酸、丙烯酰胺 0.2