一种新型抗高温降滤失剂的研究和应用

一种新型抗高温降滤失剂的研究和应用

论文摘要

通过将4-乙烯基吡啶(VP)、N, N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基己内酰胺(NVCL)以过硫酸铵和亚硫酸氢钠作为氧化还原体系进行自由基共聚反应,合成了抗温达260℃的一种新型降滤失剂(PDANV)。通过设计正交实验确定了最优合成条件为:nDMAA∶nAMPS∶nNVCL∶nVP=6∶2∶1∶1,反应温度为60℃,反应时间为2 h,引发剂质量分数为单体总质量(20%)的0.5%,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振光谱(1H NMR)进一步确定了产物的分子结构。热重分析(TGA)显示PDANV热分解温度在301℃以后,表明其具有良好的热稳定性。同时,将PDANV应用于水基钻井液中,进一步评价其对水基钻井液流变和滤失性能的影响。结果显示,当PDANV加量为2.0%时,水基钻井液的滤失量仅为4.4 mL,260℃老化后滤失量为6.0 mL,高温高压滤失量为24 mL(150℃),同时抗盐至饱和,抗钙20 000 mg/L。此外,通过对黏土的粒径分析、SEM分析和Zeta电位分析以及不同浓度的PDANV对黏土颗粒的吸附量的测量,进一步揭示了PDANV在水基钻井液中的降滤失机理。

论文目录

  • 1 实验部分
  •   1.1 主要仪器和材料
  •   1.2 反应产物的合成
  •   1.3 结构表征
  •   1.4 钻井液基浆的配制
  •   1.5 钻井液流变和滤失性能评价
  • 2 结果和讨论
  •   2.1 正交实验设计和结果
  •   2.2 产物结构表征
  •     2.2.1 热重分析
  •     2.2.2 PDANV的结构分析
  •   2.3 PDANV在水基钻井液中的性能评价
  •     2.3.1 PDANV在淡水基浆中的性能
  •     2.3.2 Na Cl浓度对含PDANV水基钻井液性能的影响
  •     2.3.3 Ca Cl2浓度对含PDANV水基钻井液性能的影响
  •   2.4 降滤失机理分析
  •     2.4.1 Zeta电位分析
  •     2.4.2 粒度分析
  •     2.4.3 PDANV吸附性能的评价
  •   2.5 泥饼的微观形貌分析
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 常晓峰,孙金声,吕开河,张帆

    关键词: 降滤失剂,水基钻井液,抗高温,滤失

    来源: 钻井液与完井液 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 石油天然气工业

    单位: 中国石油大学(华东)石油工程学院

    基金: 国家自然基金联合基金“超深井安全高效井筒工作液构建及调控方法基础研究”(U1762212),青岛市科技计划项目“天然气水合物钻采技术研究”(18-1-2-15-zhc)

    分类号: TE254.4

    页码: 420-426

    总页数: 7

    文件大小: 2247K

    下载量: 280

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