抗温抗盐水基钻井液降滤失剂的合成及评价

论文摘要

本文以AMPS、AM、AA和AN为单体,采用过硫酸铵引发剂,通过水溶液共聚合成了抗温抗盐水基钻井液降滤失剂PAAAC,通过单因素实验和正交优化实验确定了该降滤失剂的反应最佳条件为：AMPS:AM:AA:AN=2.5:5.5:1:1,引发剂加量为0.15%,单体浓度为35%,引发温度为50℃,反应体系pH值为8,反应时间为5小时。用傅立叶红外光谱对PAAAC的结构进行了表征,分子中不存在碳碳双键说明反应完全。在淡水基浆及盐水基浆中对产品的降滤失性能,抗温性能和抗盐性能进行了室内评价,结果表明产物具有较好的耐温性能和降滤失性能。在室温下,在淡水基浆中PAAAC加量为1.5%时,滤失量为4.6mL；在4%盐水、饱和盐水和含钙、镁离子的复合盐水钻井液体系中,该降滤失剂加量为2.5%时,滤失量分别为14.8mL、15.8mL和14.6mL；温度为220℃时,在淡水基浆中PAAAC加量为2.0%时,滤失量为9.2mL；在4%盐水、饱和盐水和含钙、镁离子的复合盐水钻井液体系中,PAAAC加量为2.5%时,滤失量分别为16.8mL,20mL和19mL。室温下,钙离子浓度为700mg/L时,PAAAC加量为2.5%的滤失量为12.6mL,丙烯酸类聚合物SL-1和MAN-101的滤失量分别为56mL和63mL。PAAAC加量为0.6%时一次回收率、二次回收率、相对回收率分别为93.7%、90.4%和96.5%。由于抗盐效果不理想将合成所得的PAAAC与SMC、SMP-Ⅱ水基钻井液降滤失剂进行复配,在4%盐水中,在常温和220℃高温老化后,钻井液的滤失量分别控制为6.0和8.0mL；在饱和盐水中,在常温和220℃高温老化后,钻井液的滤失量分别控制为7.8和8.0mL。说明PAAAC与SMC、SMP-Ⅱ具有良好的复配性能,具有理想的抗温抗盐性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 国内发展概况及趋势
• 1.2.1 国内发展概况
• 1.2.2 钻井液降滤失剂的发展趋势
• 1.3 钻井液滤失机理及降滤失剂的作用机理
• 1.3.1 钻井液滤失机理
• 1.3.2 降滤失剂的作用机理
• 1.4 水基钻井液国内外新技术与新方向的研究
• 1.5 本论文研究思路
• 1.5.1 抗温抗盐水基钻井液降失水剂的要求
• 1.5.2 分子设计思路
• 1.5.3 反应原理
• 1.6 主要研究的内容
• 第2章 AMPS/AM/AA/AN共聚物合成及影响因素的研究
• 2.1 共聚物的合成实验
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 实验步骤
• 2.1.4 钻井液配制
• 2.1.5 钻井液性能测试
• 2.2 共聚物的影响因素
• 2.2.1 单因素条件的实验
• 2.2.2 正交优化实验
• 2.2.3 反应时间
• 2.3 PAAAC的红外表征
• 2.4 本章小结
• 第3章 PAAAC降滤失剂的性能评价
• 3.1 共聚物的性能评价实验
• 3.1.1 实验仪器与材料
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 PAAAC加量对淡水钻井液滤失量的影响
• 3.2.1 实验方法
• 3.2.2 实验结论
• 3.3 抗温性能
• 3.3.1 实验方法
• 3.2.2 实验结论
• 3.4 抗盐性能
• 3.4.1 盐水基浆实验方法
• 3.4.2 实验结论
• 3.5
• 3.5.1 实验方法
• 3.5.2 实验结论
• 3.6 抗复合盐水性能
• 3.6.1 实验方法
• 3.6.2 实验结论
• 3.7 抗钙性能
• 3.7.1 实验方法
• 3.7.2 实验结论
• 3.8 PAAAC防塌能力
• 3.9 PAAAC作用机理分析
• 3.10 本章小结
• 第4章 PAAAC降滤失剂的复配及其性能评价
• 4.1 主要实验原料
• 4.2 实验仪器
• 4.3 合成降滤失剂剂的复配步骤
• 4.4 三元复合降滤失剂的降滤失性能
• 第5章 结论
• 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果