丙烯酰胺-苯乙烯磺酸鈉-丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨三元聚合物的合成及其鉆井液性能研究.pdf

1、隨著全球性能源消費量的增加和鉆探技術(shù)的發(fā)展,油氣田勘探開發(fā)逐漸從淺部地層向深部地層、由淺海向深海轉(zhuǎn)變,使得深井、超深井的鉆探勢必成為全球石油工業(yè)的一個重要方面,從而對鉆井液的降濾失、耐溫和抗鹽性能提出了更高的要求。
　　 丙烯酰胺類聚合物鉆井液作為目前廣泛使用的水基鉆井液在油田開發(fā)的實際應(yīng)用中暴露出剪切穩(wěn)定性差、對鹽敏感、溫度穩(wěn)定性差的弊端,因此人們嘗試通過在水溶性聚丙烯酰胺基礎(chǔ)上聚合物改性的方法,改善其性能。
　　 本

2、文采用丙烯酰胺(AM)、苯乙烯磺酸鈉(SSS)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(AETMAC)為反應(yīng)單體,過硫酸銨為引發(fā)劑,采用水溶液聚合合成了一種新型水溶性AA/SSS/AETMAC兩性離子聚合物。系統(tǒng)的研究了單體的用量、引發(fā)劑的用量、聚合反應(yīng)溫度對聚合物水溶液性能(比濃粘度)及聚合物鉆井液性能(表觀粘度、塑性粘度、濾失量)的影響,以及無機鹽(氯化鈉、氯化鈣)濃度對聚合物溶液比濃粘度的影響,系統(tǒng)研究了聚合物鉆井液的耐溫性和抗鹽性。采用紅外光

3、譜(FTIR)和熱重分析儀(TGA)研究了聚合物的結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性,利用掃描電子顯微鏡對鉆井液濾餅的微觀結(jié)構(gòu)進行了研究,得到了一種具有良好降濾失能力和耐溫抗鹽能力的水溶性聚合物鉆井液,主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)考察了聚合物添加量、聚合溫度、引發(fā)劑用量對聚合物的比濃粘度、聚合物鉆井液的流變性能與濾失量的影響,當(dāng)聚合物添加量為0.3％、聚合反應(yīng)溫度為75℃、引發(fā)劑用量為1.5％,聚合物鉆井液的綜合性能較好。
　　 (2)

4、考察了陽離子單體AETMAC和陰離子單體SSS用量對聚合物的比濃粘度、聚合物鉆井液的流變性能、濾失量和耐溫抗鹽性的影響,在一定用量范圍內(nèi)提高苯乙烯磺酸鈉和丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的用量可以增大聚合物比濃粘度,當(dāng)陽離子單體AETMAC和陰離子單體SSS用量偏離1:1時,聚合物的鉆井液的流變性能、濾失量和耐溫抗鹽性比較好。
　　 (3)隨著溫度的提高,聚合物鉆井液的流變性能如表觀粘度、塑性粘度和動切力變化不太明顯,聚合物鉆井液流變性