成膜性聚合物钻井液降滤失剂研制和评价.pdf

学兔兔 第28卷 第3期 钻 井 液 与 完 井 液 、，ol_28 No．3 2011年 5月 DRILLING FLUIDCOMPLET10N FLUID May 2011 文章编号：1001—5620(201 1)03．0009．03 成膜性聚合物钻井液降滤失剂的研制及评价 马诚 ， 李鹏 ， 蒋官澄 ， 孔瑛 (1．中国石油大学(华东)重质油国家重点实验室，山东青岛； 2．中国石油大学(北京)教育部石油工程重点实验室，北京昌平) 摘要 通过乳液聚合制备出一种两亲性聚合物，配合宏观和微观搭桥剂，构成了一种聚合物基成膜性钻井液降滤失 剂，介绍了该处理剂的作用机理。红外光谱分析结果表明，该两亲性聚合物具有大量的羟基，这为形成分子有序体提供 了良好的基础，同时高密度羟基能够对页岩产生抑制作用；扫描电镜观察表明，该聚合物可以在滤纸及砂石表面形成坚 韧薄膜；宏观搭桥剂的粒径分布集中于160～247 m，微观搭桥剂的重均分子量约为4．0×10 ，其与数均分子量的比值 为2-3。室内以淡水钻井液和胜利油田现场钻井液为研究对象，考察了该聚合物的降滤失性能。结果表明，该成膜性降 滤失剂的降滤失效果明显，当其加量为2％时，钻井液的中压、高温高压及可视砂床中压滤失性能均优于现有的工业化产品。 关键词 乳液聚合；成膜性；钻井液添加剂；降滤失 中图分类号：TE254．4 文献标识码：A 随着油气勘探开发领域的不断扩展，传统的过 的氮气。控温水浴，剪切乳化搅拌器，搅拌器，高 平衡压力钻井技术已经不能满足复杂地质条件的钻 温高压滤失仪，可视式砂床中压滤失仪 (实验室自 井需求 之】。近年来兴起了成膜性降滤失剂[3】，在钻 制)，扫描电镜，激光粒度仪。 井液中加入该处理剂后，依靠聚合物胶束或胶粒界 1．2 实验步骤H 面吸力及其可变形性，可在井壁岩石表面形成封堵 将预先精制的苯乙烯(st)、丙烯酸丁酯(BA)、 膜，实现近零滤失钻井。与传统降滤失剂相比，这 反应性高分子乳化剂按一定比例加入到150 mL去 种降滤失剂具有适用范围广、成膜速度快、承压能 离子水中剪切乳化，转移至带通氮和回流冷凝装置 力强、压力反转即可脱落及保护环境等优点。本文 的四口烧瓶中，设定水浴温度为80。C，开动搅拌器， 通过乳液聚合制备出了一种成膜性两亲性聚合物， 分2次向体系滴加过硫酸铵APS，6 h后结束反应。 该聚合物具有较强的形成分子有序体的能力，可以 将得到的乳液按一定比例加入到实验室自制的 在一定温度和压力下自组织成膜。同时提出将其与 宏观搭桥剂和微观搭桥剂中，得到乳白色黏稠流动 宏观搭桥剂和微观搭桥剂复配使用的技术思路制备 液体，即为所制得的成膜性聚合物钻井液处理剂。 出了成膜性聚合物钻井液处理剂，并对该处理剂的 各项性能进行了评价。 2 结果与讨论 1 合成实验 2．1 成膜性聚合物降滤失剂特性