国内钻井液降滤失剂的应用与分析
国内钻井液降滤失剂的应用与分析
第一章引言
在石油与天然气勘探开发的各项施工中，修井作业是一个重要环节。油气水井在自喷、抽油或注水注气过程中，随时可能发生故障，造成油井减产甚至停产。诸如：油井下沙堵、井筒内严重结蜡结盐、油层堵塞、渗透降低、油气水层互相串通、生产油层枯竭等油井本身的故障；油管连接脱扣、套管挤扁、断裂和渗漏等油井结构损坏；抽油杆弯曲、断裂或脱扣、抽油泵工作不正常等井下采油设备故障等。出现故障后，只有通过井下作业来排除故障，更换井下设备，调整油井参数，恢复油井的正常生产。
石油在当代社会各国发展占据着非常重要的地位，相应石油钻采技术也在不断地得到迅猛的发展。各种化学处理剂亦相继问世。我国石油钻采技术还处于相对落后的水平：一种在于没有好的化学处理剂；一种在于没有好的钻井技术；好的泥浆处理剂对石油钻采有相当重要的作用。
降滤失剂是泥浆处理剂的一种,是用以保证钻井液性能稳定，减少有害液体向地层滤失，以及稳定井壁、保证井径规则的重要泥浆处理剂。
降滤失剂主要通过以下几个机理发挥作用：
①全方位地堵塞泥饼中的毛细孔道使其光滑而致密；
②增加泥饼负电荷密度使其形成强有力的极化水层；
③吸附于粘土晶体颗粒侧面形成桥联缩小毛细孔径；
④增加滤液粘度；
⑤改变泥饼毛细孔的润湿性。
在日前使用的各种降滤失剂中，以预胶化淀粉为代表的一类主要表现为第①种机理，而以NH、HPAN和SMP—I为代表的强阴离子型主要表现为第②、③种机理，对第④种机理来说，CMC、PAC类不可忽视，但其它降滤失剂类型可忽略不计，只有沥青类才具有第⑤种机理。一般降滤失剂的作用机制往往是以某种机理为主，以其它机理为辅。如果根据降滤失剂分子结构特点，通过化学改性或适当复配，既保留降滤失剂作用机理的强项又弥补其作用机理的弱项，即可改善其降滤失效果。
国内使用的降滤失剂主要有如下两大类：一是天然物的衍生物；二是以腈纶废丝为原料的改性产品前者原料来源广泛，但产品在钻井液中作用单一、加入量较大，质量受原料影响，波动也较大。后者原料来源受到一定限制，产品的抗盐、抗钙等能力较差。JST501是以丙烯酰胺、丙烯磺酸钠、丙烯酸钾、丙烯酸钙为单体，在一定条件下共聚制得的产物。聚合物类是用量最大的降滤失剂之一，其发展速度较快。这类聚合物以丙烯酸、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(CPAN)、水解聚丙烯腈钠、铵、钾盐等。
磺化淀粉、褐煤、羧甲基纤维素等是最早使用的钻井液降滤失剂。随着研究的不断深入以及钻遇地层的条件日趋复杂，已有天然及天然改性的降滤失剂已不能满足钻井的需要，从而促进了人工合成聚合物降滤失剂的研究与发展。近年来，随着泥浆工艺技术的不断发展，人们又把降滤失剂的研究重点放在了开发综合性能好的两性复合离子型聚合物和新型含磺酸基单体聚合物方面上来，并取得了可喜的进展。阳离子和或具阳离子两性复合离子型泥浆降滤失剂在降滤失能力，抗盐抗温能力，防塌效果等方面有着阴离子型处理剂难以比拟的优点。
近年来的钻井实践表明，阴离子型钻井液体系对近代高压喷射钻井和优化钻井的局限性越来越多，如泥浆的静结构力强、水眼能耗大，对钻屑及粘土的水化分散抑制能力不足等，已成为优化钻井中的突出问题。石油勘探开发研究院油化所与西南石油学院合作，在阴离子类处理剂合成的基础上，研制出了能够与阴离子泥浆体系相配伍的新型两性复合离子聚合物包被降滤失剂FA-367，进一步实现了泥浆处理剂的多功能化。两性离子聚合物处理剂表现出的良好性能，也推动了两性离子塑多元共聚物降失水剂的研究工作。
随着钻特殊井、超深井和复杂井数量的增多，对钻井液工艺技术提出了更高的要求，原有的钻井液处理剂已不能完全满足钻井液工艺技术发展的需要。这便促使了油田化学工作者致力研制开发新型钻井液处理剂。随着钻井液添加剂的广泛使用，大量的废弃钻井液添加剂
进入环境，其中有相当一部分不能或很难被自然界中的微生物降解。这些添加剂长期滞留在环境中，轻者污染环境，影晌动、植物的生长，重者毒害人、畜。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。从2O世纪9O年代后期至今，油田开采“双保”(保护环境、保护产层)活动越来越受到重视，也正是认识了天然材料改性后的诸多优点之后，又开始把目光投向了天然原料的油田化学剂。天然材料来源丰富，价格低廉，如淀粉、纤维素、腐殖酸、栲胶(单宁)、木质素等的天然材料改性后具有生物降解性，是环保型材料，用作多功能新型油田化学剂的前景十分广阔。
我国在钻井液降滤失剂研究与应用方面已取得了大的进展，钻井液工艺技术亦日趋完善，现有降失水剂已基本上能满足钻井液降失水的需要，同时在新型处理剂研究方面也积累了一些经验。
第二章历史回顾
70年代末研制出了以磺甲基化酚醛树脂(SMP)为代表的合成树脂类降滤失剂，并成功的应用于深井和复杂井的钻井作业中，随后即迅速在全国各油田推广应用。牛亚斌等[1]于80年代初期研制出了丙烯酸多元共聚物泥浆处理剂(包括增粘剂、降滤失剂和降粘剂)，进一步推动了人工合成聚合物在钻井中的应用与发展，同时也为发展我国聚合物泥浆起到了积极的作用。
2.1纤维素衍生物
以羧甲基纤维素(CMC)为代表的纤维素产品是迄今为止用量最大，用途最广泛的钻井液降滤失剂之一。CMC之所以能成为重要的钻井液处理剂，因为其原料来源丰富、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l30～140℃，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，如甲基、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CMC－PAM梳型共聚物，经水解处理和羟甲基化反应制得聚N-羟甲基丙烯酰胺－丙烯酸钠接枝羧甲基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-羟甲基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，经室内和现场试验表明，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甲基化聚丙烯酰胺(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
磺甲基酚醛树脂(SMP)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SMP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SMP为主的用于深井段的钻井液体系。为了进一步扩大SMP的应用范围，在SMP现场应用的基础上还开展了SMP的改性工作。谭道忠等[8]，由SMP、SMC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经济效益。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SMP 及SMP与SMC的复配物。HMF则是冷福清[11]以SMP与SMC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SMP与木质素磺酸钠缩聚而得的SLSP，除具有SMP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SMP、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(CPAN)、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－甲基丙磺酸(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社会效益。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、磺甲基酚醛树脂、纤维素和淀粉类，其中尤以水解聚丙烯腈与褐煤、磺甲基酚醛树脂复合物类产品居多许多企业将水解聚丙烯腈与褐煤、磺甲基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3-1[14]。
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
－甲基丙磺酸(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 甲基丙烯酰氯基三甲
基氯化铵、丙烯酸、
丙烯酰胺0.2%加量可使淡水泥浆的降失降至1OmL以下，0.5%加量可使盐水和人工海水泥浆的滤失降至1OmL以下。抗温、抗污染和防塌能力强，适用于淡水、盐水和海水泥浆体系。
AMPS/AM-淀粉糊化淀粉、AMPS、AM
等接枝共聚0.3％加量可使淡水泥浆的滤失降至6mL，1.0%加量可使盐水泥浆的滤失降至5mL，1.5%加量可使人工海水泥浆的滤失降至4.4mL，具有较强的抗温、抗盐和抗高价金属离子污染的能力
DMDAAC/AA/AM 二甲基二烯丙基氯化
铵、丙烯酸、丙烯酰
胺加量为0.1％－0.3％的共聚物在4％膨润土浆中具有较好的降滤失作用和较强的抗温能力，适用于阳离子泥浆体系，也适用于阴离子泥浆体系
DMA/AA/AM 甲基丙烯酸二甲胺基
乙酯、丙烯酸、丙烯
酰胺淡水泥浆中加量为0.4％，盐水泥浆中加量为1.0％，饱和盐水泥浆中加量为1.4％，人工海水泥浆中加量为0.7％时均有较强的降滤失能力和较强的抗盐、抗高价金属离子污染的能力，适用于多种泥浆体系
SMP(AM/MA) 磺甲基化聚(丙烯酰
胺/马来酸) 加量为1.5％时在淡水、盐水及饱和盐水泥浆中均有明显的降滤失效果
CPF 丙烯类单体聚合物降滤失性好，有较强的抗温能力
3.2 利用化工副产品和工业废料制备钻井液降滤失剂
合成聚合物价格较高限制了它的推广应用。利用石油化工副产品和工业废料开发价廉的新型降滤失剂可缓解这一矛盾，表3-2介绍了这方面的研究情况[14]。
表3-2 利用化工副产品和工业废料制备的钻井液降滤失剂
名称或代号原料或组成主要性能与适用的钻井液体系
DHL-1 烃类石化副产品、
低分子填料、基液加量为6％是可使泥浆的高温高压滤失降至8.6ml，适用于聚磺泥浆体系
A96-1 腈纶废料水解产
物、丙烯酸、丙烯
酰胺0.3％加量可使淡水泥浆的滤失降至8ml，0.7％加量可使海水泥浆的滤失降至7ml，抗温、抗污染能力强，防塌效果好
Q195 腈纶废料、腐殖酸、
尿素
良好的降滤失、抗温、抗污染等性能
3.3 利用天然原料开发钻井液降滤失剂
表3-3列出了利用天然原料开发的新型钻井液降滤失剂的实例[14]。
表3-3 利用天然原料开发的钻井液降滤失剂
名称或代
号
原料或组成只要的性能和适用的钻井液体系
CHSP-Ⅰ磺化腐殖酸钠、水解聚丙烯腈
钠盐、阳离子丙烯酰胺、甲醛、
苯酚等加量为3％时具有良好的抗高温能力和降滤失能力，防塌能力强，适用于阳离子聚合物泥浆
CAP 磺化腐殖酸钠、二乙基二烯丙基氯化铵(DEDAAC)、AMPS、
Na-HPAN 加量为4％时抗污染能力极强，抗盐达饱和，抗钙达7000ppm，在200℃高温下能很好维护泥浆的流变性能，适用于阳离子聚合物体系
PD-1 腐殖酸、甲醛、苯酚和聚丙烯
腈
具有耐温、抗钙、抗盐和良好的降滤失性能
RSTF 腐殖酸与两种以上聚合物接
枝共聚物加量为2％－3％时在聚合物泥浆、正电胶泥浆中高温高压滤失量降低率可达50％，具有较强的抗盐、钙污染能力，抗温可达220℃
改性SMP 落叶松树皮、花生壳提取物替
代部分苯酚制备而成降低高温高压滤失量的性能与SMP相当，适用于聚磺泥浆
MFC 膨化淀粉，腈纶废丝水解产物、褐煤等在淡水、盐水、饱和盐水泥浆中均有良好的降滤失效果
第四章现状分析
降滤失剂又称为滤失控制剂、降失水剂。在钻井过程中，钻井液的滤液侵入地层会引起泥页岩水化膨胀，严重时导致井壁不稳定和各种井下复杂情况。加入降滤失剂的目的就是要通过在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤饼，尽可能降低钻井液的滤失量。因而降滤失剂成为产销量最大、研究开发最活跃的钻井液处理剂之钻井液降滤失剂分为水溶性和油溶性两类。水溶性降滤失用途广泛，品种繁多，这里将其分为以下四大类，即：天然及改性天然高分子类、合成聚合物类、利用工业废料和化工副产品制备的降滤失剂以及合成树脂类。
4.1 天然及改性天然高分子类降滤失剂
该类降滤失剂材料来源丰富、价格低廉，如淀粉、纤维素、腐殖酸以及丹宁等具有生物降解性，是环保型材料，应用前景十分广阔。然而其最大的缺点是功能较差，为了提高抗温、抗污染能力，2O世纪9O年代后期，接枝物类降滤失剂得到了迅速的发展。
4.1.1 淀粉及其衍生物
淀粉及其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，如：CSJ复合离子改性淀粉降滤失剂、可生物降解的降滤失剂SPS、3-磷酸酯基一2一羟基丙基淀粉醚等[15]；这些降滤失剂抗钙、防塌能力强，但热稳定性差，受细菌作用产生降解、发酵，限制了在深井钻井中的应用。为了改善其抗温性能，人们引入了阴离子单体[丙烯酸(AA)、2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸(AMPS)]、阳离子单体(HMOPTA、MPTMA)以及非离子单体[丙烯酰胺(AM)]与其进行接枝共聚，这此单体加量少，产品降滤失效果好。另外，以膨化淀粉、腈纶废丝为原料，合成的抗高温降滤失剂MFC[16]，可满足深井钻探的需要。
4.1.2 纤维素类
纤维素是地球上最为丰富的资源，具有廉价、可降解和对环境无污染的特点，由纤维素为原料可以制得一系列钻井液降滤失剂，在
1944-1945年, CMC(羧甲基纤维素)降滤失剂问世，目前使用最多是钠羧甲基纤维素(NA-CMC)。可应用于淡水、海水泥浆中做为降滤失剂，在PRD钻开液中辅助提供钻开液粘度（LRSV)。但由于CMC在钻井液中抗温只能达到13O～140℃，抗高价金属离子污染、抗盐能力有限，为此，人们研制了以聚阴离子纤维素和纤维素接枝物为主的纤维素降滤失剂[17]。
4.1.3腐殖酸类
腐殖酸分子是由多环芳核与多种活性官能团构成，具有多种功能，基于分子的亲水性、络合能力以及吸附分散能力较强，常常被选作生产抗高温降滤失剂的主要材料，因而腐殖酸类降滤失剂是目前油田化学品中用量最大的处理剂之一。然而其抗盐能力不理想。
除了磺化褐煤与聚合腐殖酸外及腐殖酸钠等早期产品外，20世纪90年代又研制成功性能更好的改性产品，如：FJ－9301、JS－90、CT3－7、HUC、HK－931、SCUR、FD-1、RSTF以及腐殖酸接枝物等[15]，同时阳离子型腐殖酸类降滤失剂也得到了开发与利用。刘盈等[18]将DEDAAC与褐煤共聚制得了代号为CAP的阳离子型降滤失剂，该剂抗盐达饱和，抗钙达7mg/g，抗温200℃，老化后性能优于SPAN，适合用于淡水、盐水泥浆；刘雨腈等[19]由磺化腐殖酸、苯酚、甲醛、水解腈纶废丝与阳离子丙烯酰胺等合成了防塌降滤失剂CHSP-1，该剂具有良好的抗高温、耐盐和降滤失作用，并具有良好的抑制性能和防塌能力。
由于90年代腐殖酸改性产品发展已经成熟，近几年对新剂的研制和报道较少，主要的变化趋势都是从产品的数量向性能上的转变。较典型的是SHK—AN降失水剂，该剂是先用硝酸氧解褐煤以提高腐殖酸含量，经磺甲基化并与丙烯腈接枝共聚的方法制备，产品抗温达200℃以上，耐饱和盐水，具有较好的抑制性。卿鹏程等[20]以腐殖酸为主要原料，经过缩合、接枝共聚、金属离子鳌合和磺化等反应制得了高温抗盐防塌降滤失剂KCS-53；该剂热稳定性和抗盐钙能力与SMP-2相当，防塌能力高于FT－881，抗温180℃，且具有成本低，原料来源广，合成工艺简单等诸多特点，有应用推广价值。
4.1.4 栲胶类
兴安落叶松树皮一直是国内凝缩类栲胶生产的主要原料。张洁等[21]将兴安落叶松树皮中酚类化学物经过适当的化学改性后，酚类化合物之间发生了适当的化学结合，在适当的范围内提高了相对分子质量，其产物加人到不分散聚合物钻井液中，可得到比纯聚合物钻井液的流变性能和失水造壁性能更好的改性酚类强化聚合物钻井液。王中华[22]运用栲胶与AM、AMPS接枝共聚合成了一种新的聚合物降滤失剂，抗温能力达180℃，抗钙、镁能力和降滤失效果均优于丙烯酸多元共聚物A－930。
4.2 丙烯酸类聚合物降滤失剂
丙烯酸类多元共聚物通常都是由两种以上的单体聚合而成。常见的阴离子单体有：AA、AMPS、衣康酸(IA)、甲基丙烯酸(MAA)等；阳离子单体有：3－甲基丙烯酰胺氧丙基三甲基氯化铵(MPTMA )、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(MOTAC)、AEDMAC、HMOPTA；非离子单体：AM、N，N－二甲基丙烯酰胺(DMAM)、N，N－二乙基丙烯酰胺(DEAM)、N－乙烯基－2－吡咯烷基(VP)等。
4.2.1 阴离子丙烯酸类多元共聚物
最早使用聚合物处理剂是由聚丙烯酰胺及由聚丙烯酰胺水解得到的聚丙烯酸钙(盐)。在此基础上，人们用共聚的方法研制了一系列的多元共聚物降滤失剂[23]。AMPS是AM 的一种改性单体，也是应用最多的阴离子单体之一，主要是利用它的耐温抗盐性能、良好的水溶性和热稳定性，如：AMPS、AM 与AN、MAM 或AA合成的三元或四元共聚物的热稳定性较好，在淡水、盐水泥浆中都有良好的降滤失作用。但由于结构中含有水化基团－COO，以致抗盐、抗高价离子污染能力较差。陈小明[24]以磺甲基丙烯酰胺(SAM)、AA、AM 进行三元共聚，提高了抗高价离子污染的能力，然而它们耐温性都不是很强，均在180℃以下，在深井高温条件下，普通降滤失剂易降解失效导致钻井液性能
急剧恶化。
为此，张宝庆等[17]以AMPS、AM 与IA共聚，合成的聚合物能抗220℃的高温，具有高效降滤失性；将非离子单体DMAM引人与AMPS、AM 进行三元共聚，其抗温能力可达200℃，并具有加量少，降失水效果好的特点，在饱和盐水和含钙泥浆中有广阔的应用前景；李玉光等[25]报道了以AMPS等乙烯单体为原料合成聚合物FLA，其抗温(220℃)和降失水能力都优于同期国外产品；陈娟等[26]将AM、AMPS、NVP按一定比例合成的聚合物NJ－1，降失水和配伍性好，抗温(220℃)抗钙性能明显优于降滤失剂SJ－1和SR－1。该剂在埕北现场多口井中应用，均取得了良好的效果。
4.2.2 两性离子多元共聚物
在传统的阴离子型钻井液降滤失剂的制备中，通过引入阳离子单体可制得聚阳离子型、两性离子降滤失剂，在改善泥浆流变性能、降低水眼粘度、稳定井壁以及控制地层造浆等方面有着阴离子型降滤失剂无法比拟的优点，尤其是抗高价金属离子污染能力强，满足了高压喷射钻井和优化钻井的需要。从2O世纪9O年代中期至今，对两性离子多元共聚物降滤失剂的研究取得了可喜进展，新产品层出不穷。
将DMDAAC与AA、AMPS和非离子单体AM 四元共聚制得的降滤失剂有很强的防塌能力，在高矿化度条件下，添加0.5 (质量分数，下同)，滤失量可由68mL降至10mL。以AM、DMDAAc和丙磺酸钠等制备的两性离子三元共聚物SA，抗盐钙能力和抑制性较好，但用量大。在此基础上引入MAA形成四元共聚物SB，有更好的降滤失和抑制性能，而且用量大大减少[27]。此外，基于AM、AMPS、DADAAC与其他单体组成的三元或四元共聚物也具有较好的降滤失能力，其热稳定性好，防塌能力强。
然而两性离子共聚物降失水剂的不足之处在于抗温能力，能抗200℃以上的未见报道。为此，也给研究者们提出了更高的要求，研制开发耐更高温度的产品以适应超深井钻探的需要。
4.3 利用工业废料和化工副产品制备的钻井液降滤失剂
在钻井液降滤失剂供过于求的情况下，新开发的降滤失剂必须兼
顾提高性能、增加功能和降低成本三个方面。利用工业废料和化工副产品来制备钻井液降滤失剂便是可行性很强的技术途径。早在2O世纪6O年代，水解聚丙烯腈便在油田投入使用，降滤失效果好，缺点是抗无机盐污染能力差、对高价金属离子尤其敏感。2O世纪9O年代开发的具有代表性的产品有Q9302、JCFJ、JS-9O、A96-1、PX-1等[17]，它们在抗盐、抗高温以及抗污染等方面都有了进一步的提升，如GSPNH 抗温达200℃以上，抗盐110g/L以上，降滤失效果好，优于同类磺化降滤失剂。近期产品见表4-3。
表4-3 利用工业废料和化工副产品制备钻井液降滤失剂
名称或代号原料或组成应用条件与效果
MGAC-1 造纸废液、甲醛、丙烯
酰胺、磺化剂
在淡水钻井液中，加量为0.5％时，滤失量降低
51％，动切力下降80％，抗污染性能优于FCLS，
抗温达180℃
PKC-3 下脚料聚丙烯腈、三甲
胺和甲醛等
抗温达180℃以上，加量少，降滤失效果明显，具
有较强的抑制性
改性腈纶废丝降滤失剂腈纶废丝、氢氧化钠、2，
3－环氧丙基三甲基氯
化铵
具有良好的降滤失性、抑制性和胶体稳定性，主要
用于正电胶钻井液体系
KWY 下脚料聚丙烯腈、2－丙
烯酰胺基－2－甲基丙
磺酸、甲醛、聚醚多元
醇
在淡水中的耐温性达180℃，加量为0.4％－0.5％
时，其降滤失效果最佳，对页岩的抑制性也较强，
在淡水、海水以及各种盐水钻井液体系中均可使用
4.4 合成树脂类
2O世纪7O年代末开发的以磺甲基化酚醛树脂(SMP)为代表的合成树脂类降滤失剂，由于其独特的抗温性能，成功应用于深井和复杂井的钻井作业中；20世纪8O年代研制成功抗盐能力更高的磺化酚醛树脂与磺化褐煤、胺基聚丙烯腈、木质素磺酸盐等接枝物降滤失剂，如：SPAN、SL、SP、SDX等。自2O世纪9O年代以来，人们又把研究重点放在了新型的含磺酸基单体聚合物上面来，开发了新的树脂类钻井液降滤失剂，如：改性磺化酚醛树脂SCP、用有机胺和花生壳提取物替代部分苯酚合成的改性磺化酚醛树脂MSP、用栲胶代替苯酚合成的磺化－栲胶酚醛树脂降滤失剂、通过加入尿素对SMP进行改性所获
得的磺甲基酚醛树脂(SMPU)、磺化苯酚苯氧(基)乙酸/甲醛树脂(SPX)等均有突出的抗钙能力，可耐180℃以上的高温，并且可有效解决降滤失剂在使用过程中存在的高温增粘和遇到金属离子污染增粘的问题。三磺钻井液 + 阴离子型丙烯酰胺、丙烯腈类聚合物三磺钻井液 + 两性离子型聚合物（FA-367、XY-27、JT-888等）；三磺钻井液 + 阳离子型聚合物（大阳离子CPAM、CHM、SP-2等；小阳离子NW-1、CSW-1等）；大阳离子：包被、絮凝作用；小阳离子：抑制泥页岩水化膨胀与分散。刘凡等[28]将多羟基大分子PVA引入与磺化酚醛树脂LF接枝，合成了代号为LF－P的多羟基共聚树脂，进一步提高了抗温(210℃)能力和降失水效果。
两性酚醛树脂的研制成功是树脂类降滤失剂开发的飞跃，它具有降滤失性能强、抑制性能好以及优良的抗高价金属离子污染等特点。人们根据“两性离子聚合物泥浆处理剂作用”的原理，对磺化酚醛树脂(SMP)进行改性，开发了同时具有阳、阴离子基团的新型抗温(180℃)、抗盐泥浆降失水剂——两性酚醛树脂(APR)，其页岩抑制性、使用效率都比SMP好。张高波等通过在酚醛树脂分子结构中引入季铵基团，也制出了两性磺化酚醛树脂ASP－1。除了与有机单体聚合以外，何耀春等[29]以三氯化磷为主要原料合成了膦甲基酚醛树脂(PMP)。PMP具有良好的降滤失作用，当加量为1.5时，可将质量分数为4.0的膨润土浆API滤失量降至98mL，其抗温能力达200℃，可用作深井钻井降失水剂。
第五章未来趋势
随着钻井液技术的不断发展，深井和超深井越来越多，温度、压力的升高使钻井液的粘度、切力升高，触变性增强，流动性变差，滤失量增大，泥饼增厚。现场实践表明，目前常用钻井液降滤失剂多是大相对分子量的天然或合成聚合物，它们在降低钻井液滤失量的同时，也不同程度的提高了钻井液粘度，引起高温增粘和遇到污染增粘的问题。一些相对分子量小的降滤失剂在使用过程中，虽然满足了现场需要，但也存在一些问题。如SMC可用于淡水钻井液，有一定的抗温能力，但被盐和钙污染后钻井液增粘，降滤失效果明显降低；SMP 是很好的抗高温降滤失剂，但SMP-1必须与SMC复配使用效果才明显；SMP-2虽可用于饱和盐水钻井液，但必须将它与SMC和SMK复配使用才能发挥良好的作用。因此，迫切需要抗高温、抗污染的钻井液降滤失剂。
5.1 进行合成聚合物处理剂的开发
近期新型聚合物处理剂的发展应引起重视。目前中国已有聚合级的AMPS产品投产，应在这一方面深入开展工作，力争使油田化学品的研制开发和应用迈上一个新合阶。应在巩固和发展已有技术的基础上组织力量进行AMPS多元共聚物的研究与应用。从试验看，AMPS共聚物处理剂比传统的聚合物有着更好的综合性能，并可以使钻井液成本明显降低。
5.2 重视天然产品的开发
木质素资源的利用。关于利用酸法和碱法造纸废液合成无污染木质素降粘剂的研究已很多，但直到目前为止，还没有一种产品在现场应用中能达到FCLS的效果。从室内评价看，无污染木质素降粘剂的降粘效果很容易达到或超过FCLS效果，而用于现场后，效果与FCLS 有明显的差距，因此应努力开发出真正能取代FCLS的无污染木质素降粘剂。也可直接利用木质素上酚羟基与不同试剂反应，经过缩聚或接枝共聚制成多种水溶性高分子材料，以开发出具有更多用途的术质素类油田化学品。
褐煤的利用应着眼于深度改性。从目前的研究看，多数研究局限在简单的利用，如褐煤、磺甲基酚醛树脂和水解聚丙烯腈复合或反应产物方面的研究很多，但内容大同小异，多属重复性工作，这样产品就很难上合阶。只有开展褐煤的棵度改性，才能提高产品水平，井能充分利用丰富价廉的褐煤资源。
加强淀粉和纤维素资源在油田化学中的应用80年代淀粉类产品在钻井液中的应用很受重视，并取得了显著的社会和经济散益。然而由于淀粉类产品的抗温能力差，进一步应用受到了限制。加之提高淀粉类处理剂抗温性能的技术难度大，进行产品开发的难度也较大，进入90年代，有关淀粉的应用研究明显少于80年代。纤维素类产品的开发也同样存在这些问题。
5.3 多功能化
钻井液中处理剂的减少，就意味着钻井液处理剂的多功能化。这种多功能化，并不是传统意义上的多功能化。传统认为一种处理剂，如中粘CMC可能既是增粘剂，也是降滤失剂，同时又是润滑剂，但新出现的处理剂比之综合功能要强得多，这种处理剂可能会是一种适于多种储层和多种施工条件的处理剂，只要与水相混就成为完整的钻井液体系。
5.4 纳米化
纳米技术的特点在于当材料的颗粒大小达到纳米级时，将使材料呈现四大效应，四大效应的出现，将给纳米钻井液降滤失剂带来一些意想不到的优异性能，从而大大改善和提高钻井液的使用性能。
5.5 可生物降解化
随着钻井液添加剂的广泛使用，大量的废弃钻井液降滤失剂进入环境，其中有相当一部分不能或很难被自然界中的微生物降解。这些降滤失剂长期滞留在环境中，轻者污染环境，影响动、植物的生长，重者毒害人，畜。从而迫切需要研制开发出可生物降解的钻井液降滤失剂。
第六章总结与建议
6.1 总结
本文首先回顾了钻井液降滤失剂的发展过程，70年代末制出了以磺甲基化酚醛树脂(SMP)为代表的合成树脂类降滤失剂，并成功的应用于深井和复杂井的钻井作业中，随后即迅速在全国各油田推广应用。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。
其次对目前常用钻井液降滤失剂现状进行了分析，目前常用的一是天然物的衍生物；二是以腈纶废丝为原料的改性产品。两类钻井液降滤失剂的优缺点:天然的衍生物在钻井液降滤失剂中作用单一、加入量较大，质量受原料影响，波动也较大。后者原料来源受到一定限制，产品的抗盐、抗钙等能力较差。
6.2 建议
随着钻井环境的不断变化，钻井液降滤失剂在降低钻井液滤失量的同时，同时也提高了钻井液粘度，引起高温增粘和遇到污染增粘的问题。针对上述存在问题，本文提出了重视新型聚合物处理剂的发展来降低成本、以及天然产品的开发，对木质素资源的充分利用，开发出具有更多用途的术质素类油田化学品。
随着钻井液处理液的多功能化，以及纳米技术的钻井液降滤失剂的应用，在一定程度上可以改善钻井液降滤失剂的实用性能；另外还应该重视废弃钻井液滤失剂进入环境后续问题，包括对环境造成的污染，对人类生活带来毒害等问题，应着力开发可降解的钻井液降滤失剂。
钻井液的考试内容
01．下列不属于钻井液功用的是（ A ）。（A）起升钻具 02．下列属于钻井液传递水动力功用的是（ A ）。（A）高压喷射钻井03．分散钻井液可容纳较（ D ）的固相，较适于配制（ D ）密度钻井液。 （D）多，高 04．分散钻井液的滤失量一般较（ B ）。（B）低 05．三磺钻井液具有较（ C ）的抗温能力，体系中固相含量（ C ）。 （C）强，高 06．下列不属于聚合物钻井液的优点的是（ B ）。（B）对钻头的损害程度较小07.有机硅防塌钻井液具有防塌性强，润滑防卡性好，粘土容量大，抗岩屑污染 能力强，抗温性好，但体系抗( D )能力相对较弱。 (D)盐、钙 08．聚合物钻井液具有较强的携带岩屑的能力，主要是因为这种钻井液的切力稀释特性（ D ），环空流体的粘度、切力较（）。（D）强，高09．在钻遇（ C ）地层时，使用钾基聚合物钻井液可以取得比较理想的防效果。 （C）泥页岩 10．下列不属于油基钻井液的优点的是（ B ）。（B）能提高钻速 11．油基钻井液的应用受到一定的限制，其主要原因是（ C ）。 （C）配制成本较高，使用时会对环境造成一定污染 12．在钻井液中膨润土是最常用的配浆材料，它主要起（ C ）作用。 （C）提粘切，降滤失和造壁 13．钻屑称为无用固相，在钻井液中，应通过各种固控措施尽量减少钻屑的含量，膨润土的用量也应以够用为度，不宜过大，否则会（ A ）。 （A）造成钻井液粘切过高，还会严重影响机械钻速 14．为了降低钻井液密度，将（A）均匀地分散在钻井液中，便形成充气钻井液。 （A）空气 15．钻井液密度在钻井中的主要作用是（ B ）。（B）平衡地层压力 16．钻井液密度随钻井液中（ A ）的增加而增大。（A）固相含量 17．油气侵入钻井液后对密度的影响是（ C ）。（C）下降 18．能够提高钻井液密度的是（ D ）。（D）加入可溶性盐 19．提高钻井液密度的加重材料，以使用（ B ）最为普遍。（B）重晶石20．在条件允许的情况下降低钻井液密度，最有效且经济的办法是（ A ）。 （A）清水稀释法 21．降低钻井液密度的方法是（ D ）。（D）机械法、稀释法 22．在正常情况下，进行钻井液密度设计时，如果按压力计算，附加的安全系数为（ A ）。（A）气层：3.5 ～ 5.0 MPa，油层：1.5 ～ 3.5 MPa 23．合理的钻井液密度必须根据所钻地层的（C）及钻井液的流变参数加以确定。 （C）孔隙压力、破裂压力
高温高盐降滤失剂标准
钻井液用抗高温抗盐降滤失剂通用技术要求 1 范围 本标准规定了钻井液用抗盐抗高温降滤失剂的要求、试验方法、检验规则、包装、标志、质量检验单及使用说明书。 本标准适用于以磺化褐煤为主要材料经过复配或反应制成的钻井液用抗盐抗高温降滤失剂的准入、采购、质量监督检验、入库验收和性能评价。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 6678 化工产品采样总则 GB/T 16783—1997 水基钻井液现场测试程序 SY/T 5490 钻井液试验用钠膨润土 3 要求 钻井液用抗盐抗高温降滤失剂应符合表1中规定的技术指标。 表1 技术指标 项目指标外观黑褐色颗粒或粉末 细度（筛孔0.59 mm筛余），％≤10.0 水分，％≤10.0 水不溶物，％≤15.0 pH值9～10 180℃/16h 淡水钻井液 表观粘度，mPa?s ≤15 高温高压滤失量，mL ≤30.0 盐水钻井液 表观粘度，mPa?s ≤35 高温高压滤失量，mL ≤35.0 4 试验方法 4.1 仪器设备和试剂 仪器设备和试剂包括： a）分析天平：分度值0.1 mg； b）高温高压失水仪； c）高温滚子炉； d）恒温干燥箱：控温精度±2℃； e）高速搅拌机:10000 r/min～12000 r/min； f）六速旋转粘度计：ZNN-D6型或同类产品； g）称量瓶：50 mm×30 mm； h）磨口瓶：500 mL； i）干燥器； 1
降滤失剂P(St-b-Am)_O-MMT的合成及性能研究
降滤失剂P(St-b-Am)/O-MMT的合成及性能研究3 屈沅治1,2 苏义脑2 孙金声2 (1.中国石油勘探开发研究院 2.中国石油钻井工程技术研究院) 摘 要 P(St-b-Am)/O-MMT是一种蒙脱土片层以纳米级分散在两亲性嵌段聚合物P (St-b-Am)基体中的纳米复合材料。以二硫代酯为链转移剂,偶氮二异丁腈为引发剂,在有机蒙脱土存在下,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合法成功合成了P(St-b-Am)/O-MMT纳米复合材料,并进行了其结构表征。从钻井液添加剂的角度评价了P(St-b-Am)/O-MMT的性能,结果表明该材料热稳定性好,降滤失效果显著,具有良好的抑制性能,是一种性能优良的抗高温降滤失剂。 关键词 聚(苯乙烯-b-丙烯酰胺)(P(St-b-Am)) 蒙脱土 纳米复合材料 降滤失剂 抑制性能 钻井液技术是油气钻井工程技术的重要组成部分,其中处理剂是钻井液技术的核心和灵魂。由于钻井过程中,钻井液滤液的侵入会引起泥页岩水化膨胀,导致井壁不稳定和各种井下复杂情况的发生,钻遇产层时还会造成油气层损害,因此,降滤失剂是钻井液体系中不可或缺的处理剂之一,它通过在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤饼,尽可能地降低钻井液的滤失量,确保油气钻井的顺利进行。 本实验所合成的P(St-b-Am)/O-MMT是一种蒙脱土片层以纳米级分散在两亲性嵌段聚合物基体中的新型钻井液处理剂。它以二硫代酯(DTE)为链转移剂,偶氮二异丁腈(A I B N)为引发剂,在有机蒙脱土存在的条件下,采用可逆加成-断裂链转移(Reversible Additi on-Frag mentati on chain Trans2 fer,RAFT)法[1-5]合成,有机地将蒙脱土与两亲性嵌段聚合物的优良特性揉合在一起,使该材料在原有嵌段聚合物优良特性的基础上,明显地改善了聚合物的物理机械性能、热稳定性等。 1 实验部分 1.1 原料和试剂 苯乙烯(St):化学纯,广东汕头市西陇化工厂产 品,经5%Na OH洗涤至无色或淡黄色,再用蒸馏水洗涤至中性,用无水硫酸镁干燥后减压蒸馏,4℃下冰箱保存;丙烯酰胺(Am):分析纯,北京益利精细化学品有限公司产品,经CHCl 3 重结晶,除去阻聚剂;偶氮二异丁腈(A I B N)和十六烷基三甲基氯化铵(CT AC):分析纯,天津市福晨化学试剂厂产品;有机蒙脱土(O-MMT)由实验室制备;二硫代α-萘甲酸异丁腈酯(DTE)链转移剂由实验室合成[6-7]。 1.2 P(St-b-Am)/O-MMT的制备 1.2.1 PSt/O-MMT大分子链转移剂的合成 采用RAFT法合成PSt/O-MMT大分子链转移剂。在装有温度计、机械搅拌器的三口烧瓶中,加入预先计量好的St、O-MMT、DTE和A I B N,密封后, 经冷冻抽真空除去体系中的空气,充入N 2 ,循环3 次,N 2 保护下充分搅拌,于110℃的油浴中反应。反应一定时间后,用冰水浴冷却反应体系,将产物在甲醇中沉淀,过滤后真空干燥,得到PSt/O-MMT大分子链转移剂。 1.2.2 P(St-b-Am)/O-MMT的制备 56 石油与天然气化工 第37卷 第1期 CHE M I C AL EN G I N EER I N G O F O I L&GAS 3中国石油天然气股份有限公司科技风险创新基金项目(NO.060511-2-8)。
钻井液滤失性
摘要在水基钻井液中加入一定量的零滤失井眼稳定剂可以形成超低渗透钻井液。介绍了超低渗透钻井液提高地层承压能力及防漏堵漏的机理。超低渗透钻井液对不同孔隙的砂岩、岩心和裂缝性地层具有很好的封堵能力,可以实现近零滤失;零滤失井眼稳定剂通过在井壁表面形成超低渗透膜及增强内泥饼封堵强度大幅度提高岩心承压能力。在大港油田和辽河油田多口井的现场应用中,超低渗透钻井液在长裸眼多压力层系或压力衰竭地层防止了漏失、卡钻和坍塌的发生,表明超低渗透钻井液能自适应封堵岩石表面较大范围的孔喉,在井壁岩石表面形 成致密超低渗透封堵薄层,可有效封堵不同孔喉地层和微裂缝泥页岩地层。超低渗透钻井液封堵隔层承压能力强,能提高漏失压力和破裂压力梯度,相当于扩大了安全密度窗口 关键词超低渗透钻井液封堵地层承压能力岩心滤失量安全密度窗口随着世界石油工业的迅速发展,钻井的数量、速度和深度均显著增加,所钻穿的地层更加复杂多样,裸眼也越来越长, 因此对钻井液性能提出了更高的要求[ 1-3 ]。钻井过程中遇到的地层越来越复杂,在钻遇压力衰竭地层、裂缝发育地层、破碎或弱胶结性地层、低渗储层以及深井长裸眼大段复杂泥页岩和多套压力层系等地层时,压差卡钻、钻井液漏失和井壁垮塌等复杂问题以及地层损害问题非常突出。石油工业油井建设的最终目标是实现无损害钻井。长期实践表明,利用传统的钻井液体系,往往顾此失彼,难以同时解决以上复杂问题。为此,近年来国外学者提出并开发出了超低渗透钻井液体系。 1 超低渗透钻井液的性能特点 1. 1 独特的表面化学原理 超低渗透钻井液利用独特的表面化学原理,在渗入到井壁岩石表面微裂缝或孔喉处时,形成很薄的滤饼,增大地层破裂压力,如升至27. 58 MPa 。 1. 2 很低的动滤失 超低渗透钻井液限制滤液渗入岩石的深度,不是依赖钻井液形成的固相滤饼,而是通过封堵地层的裂缝和孔隙来控制。超低渗透钻井液不仅具有传统钻井液的优良性能,而且具有传统钻井液所不具备的优异性能: ①很低的动滤失性能,可防止钻井液进入页岩; ②可封闭页岩裂隙,防止钻井液向地层的渗透; ③钻井液的滤失量不是时间的平方根的函数。 1. 3 有封堵膜 超低渗透钻井液中的小颗粒在渗透性或微裂缝地层形成封闭膜,并在压差的作用下附着于井壁上。 1. 4 渗透率恢复值高 酸溶测试结果表明,超低渗透钻井液形成的滤饼有98 %～99 %可以被清除掉,在压力反转的情况下可自动脱落;岩心渗透率恢复值大于95 % ,有利于提高产能。1. 5 利于环境保护 超低渗透钻井液所有产品都通过了美国环保署的L C50测试,其毒性数据大于1000000 mg/ L ;在北海也通过了环保鉴定。在环境保护要求高的地区,该钻井液可以代替油基钻井液使用。 2评价方法 用渗透率为250 ×10 - 3 ～300 ×10 - 3μm2 的砂岩岩心和1 # 配方钻井液(配方如下) 进行评价。1 # 5 %膨润土+ 0. 2 %NW21 + 0. 1 %大阳离子CHM + 0. 2 %阳离子降滤失剂HS21 + 1. 5 %超低渗透剂
国内钻井液降滤失剂的应用与分析
国内钻井液降滤失剂的应用与分析
第一章引言 在石油与天然气勘探开发的各项施工中，修井作业是一个重要环节。油气水井在自喷、抽油或注水注气过程中，随时可能发生故障，造成油井减产甚至停产。诸如：油井下沙堵、井筒内严重结蜡结盐、油层堵塞、渗透降低、油气水层互相串通、生产油层枯竭等油井本身的故障；油管连接脱扣、套管挤扁、断裂和渗漏等油井结构损坏；抽油杆弯曲、断裂或脱扣、抽油泵工作不正常等井下采油设备故障等。出现故障后，只有通过井下作业来排除故障，更换井下设备，调整油井参数，恢复油井的正常生产。 石油在当代社会各国发展占据着非常重要的地位，相应石油钻采技术也在不断地得到迅猛的发展。各种化学处理剂亦相继问世。我国石油钻采技术还处于相对落后的水平：一种在于没有好的化学处理剂；一种在于没有好的钻井技术；好的泥浆处理剂对石油钻采有相当重要的作用。 降滤失剂是泥浆处理剂的一种,是用以保证钻井液性能稳定，减少有害液体向地层滤失，以及稳定井壁、保证井径规则的重要泥浆处理剂。 降滤失剂主要通过以下几个机理发挥作用： ①全方位地堵塞泥饼中的毛细孔道使其光滑而致密； ②增加泥饼负电荷密度使其形成强有力的极化水层； ③吸附于粘土晶体颗粒侧面形成桥联缩小毛细孔径； ④增加滤液粘度； ⑤改变泥饼毛细孔的润湿性。 在日前使用的各种降滤失剂中，以预胶化淀粉为代表的一类主要表现为第①种机理，而以NH、HPAN和SMP—I为代表的强阴离子型主要表现为第②、③种机理，对第④种机理来说，CMC、PAC类不可忽视，但其它降滤失剂类型可忽略不计，只有沥青类才具有第⑤种机理。一般降滤失剂的作用机制往往是以某种机理为主，以其它机理为辅。如果根据降滤失剂分子结构特点，通过化学改性或适当复配，既保留降滤失剂作用机理的强项又弥补其作用机理的弱项，即可改善其降滤失效果。
钻井液用抗高温抗盐降滤失剂通用技术要求
中国石油化工集团公司发布
标准分享网 https://www.wendangku.net/doc/508946826.html, 免费下载
Q/SH 0047—2007 前 言 本标准由中国石油化工股份有限公司科技开发部提出并归口。 本标准起草单位：中原石油勘探局钻井工程技术研究院。 本标准主要起草人：王旭、杨小华、卢国林、周亚贤、位华。 I
标准分享网 https://www.wendangku.net/doc/508946826.html, 免费下载
Q/SH 0047—2007 1 钻井液用抗高温抗盐降滤失剂通用技术要求 1 范围 本标准规定了钻井液用抗盐抗高温降滤失剂的要求、试验方法、检验规则、包装、标志、质量检验单及使用说明书。 本标准适用于以磺化褐煤为主要材料经过复配或反应制成的钻井液用抗盐抗高温降滤失剂的准入、采购、质量监督检验、入库验收和性能评价。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 6678—2003 化工产品采样总则 GB/T 16783—1997 水基钻井液现场测试程序 SY/T 5490 钻井液试验用钠膨润土 3 要求 钻井液用抗盐抗高温降滤失剂应符合表1中规定的技术指标。 表1 技术指标 项 目 指 标 外观 黑褐色颗粒或粉末 细度（筛孔0.59 mm 筛余），％ ≤ 10.0 水分，％ ≤ 10.0 水不溶物，％ ≤ 15.0 pH 值 9～10 表观粘度，mPa ?s ≤ 15 淡水钻井液 高温高压滤失量，mL ≤ 30.0 表观粘度，mPa ?s ≤ 35 180/16h ℃ 盐水钻井液 高温高压滤失量，mL ≤ 35.0 4 试验方法 4.1 仪器设备和试剂 仪器设备和试剂包括： a ）分析天平：分度值0.1 mg ； b ）高温高压失水仪； c）高温滚子炉； d）恒温干燥箱：控温精度±2℃； e）高速搅拌机:10000 r/min～12000 r/min；
常用钻井液处理剂及作用
常用泥浆药品及作用 一、聚合物类 1、聚丙烯酰胺（PAM） 作用：主要用来絮凝钻井液中过多的粘土细微颗粒及清除钻屑，从而使钻井液保持低固相，它也是一种良好的包被剂，可使钻屑不分散，易于清除，并有防塌作用。 2、聚丙烯酸钾（K-PAM） 作用：主要用来抑制页岩中所含粘土矿物的水化膨胀和分散而引起的井塌。 3、螯合金属聚合物（CMP）作用：用来提高聚合物体系粘度兼防塌作用。 4、钻井液用成膜树脂防塌剂（BLC-1）作用：用来控制聚合物体系失水，增加润滑性从而达 到防塌的目的。 5、高粘乙烯基单体共聚物防塌降失水剂（BLA-MV） 作用：用来控制聚合物体系失水，提高粘度，封堵页岩孔隙从而达到防塌的目的。 6、增粘降失水剂（KF-1） 作用：用来提高聚合物体系液相粘度，提高泥浆的携带岩屑能力。 7、非极性防卡润滑剂（BLR-1） 作用：主要用来提高钻井液体系的润滑性，降低摩阻系数，增加钻头的水马力以及防止粘卡。 二、细分散类作用：主要用来配制原浆，亦有增加粘切、降低滤失的作用。 1、羧甲基纤维素钠盐（CMC） 作用：主要用来促进钻井液中粘土颗粒网状结构的形成，提高粘度，降低失水。 2、烧碱(NaOH) 作用：调节钻井液PH值，促进白土水化分散。 4、纯碱（Na2CO3） 作用：调节钻井液PH值，促进白土水化分散,沉降钻井液中过多的钙离子。 5、防塌润滑剂（FT-342或FT-1）作用：防塌，改善钻井液的流动性和泥饼质量。 6、硅氟防塌降虑失剂（SF）作用：防塌降失水，改善钻井液的流动性和泥饼质量。 7、封堵护壁增粘剂（改性石棉）（SM-1）或（XK-1）作用：提高低固相钻井液的动切力。 8、硅氟稀释剂(SF-150) 作用：主要用作稀释改善细分散钻井液体系的流动性 三、堵漏剂 1、单向压力封堵剂（DF-A）作用：主要用作渗透性漏失地层的堵漏。 2、综合堵漏剂（HD-I、II）作用：主要用作裂缝性漏失地层的堵漏。 3、桥塞堵漏剂（QD-I、II）作用：主要用作裂缝性漏失地层的堵漏。 四、加重剂 1、石灰石粉（CaCO3） 作用：主要用来提高钻井液的密度，以控制地层压力，防塌防喷。可用来配制密度不 超过1.30g/cm3的钻井液。 2、重晶石粉（BaSO4） 作用：主要用来提高钻井液的密度，以控制地层压力，防塌防喷。可用来配制密度 2.00g/cm3以上的钻井液。 常见膨润土浆配方
降滤失剂的应用现状与发展方向
重庆科技学院 钻井液工艺学（论文）题目降滤失剂的应用现状与发展方向 院（系）化学化工学院 专业班级 学生姓名学号 指导教师职称 评阅教师职称 2013年4月25日
降滤失剂的应用现状与发展方向 摘要：降滤失剂在石油钻井中是用量最大且最重要的一类处理剂，它对维护钻井液性能稳定、安全高效钻井有着重要的作用。在这方面研究最多、发展最快，且在新型含磺酸基聚合物降滤失剂方面取得了可喜的进展。降滤失剂的研究约占钻井液处理剂的50%，这与降滤失剂在钻井液中所处的地位和钻井液所面临的新问题有关。 降滤失剂产品可分为两大类：颗粒材料和水溶性高分子材料。早期使用的是颗粒材料如膨润土、沥青、硅灰、花生壳、胶乳等，现在实际应用较少。目前，大部分降滤失剂均为水溶性的高分子与合成高分子及它们的改性产品［1-2］。近年来，很多新兴的降滤失剂不断被开发出来，例如聚合物/无机物纳米复合降滤失剂，以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸为基料的多元聚合物，两性离子型共聚物降滤失剂AADM，新型膨润土接枝聚合物钻井液降滤失剂等。 1.天然材料及其改性产品 纤维素类改性产品以其价廉质优等特性一直受到重视，征对现场应用中出现的问题，近年来开展了一系列的研究，如对聚阴离子纤维素的进一步改性，提高了抗盐、抗钙、抗高温及降滤失能力并明显提高了增黏作用。选用锌类纳米材料ZZ作为纳米复合处理剂的原料，采用溶液共混法与乳液共混法为主、机械共混法为辅的共混方法制得的纳米改性材料CMC-ZZ［3］，改善了钻井液的护胶性能，降低了常温及常压滤失量，也能提高塑性黏度和动切力。 淀粉类改性产品多以醚化和接枝为主，可明显提高产品的抗温、抗盐能力，这方面的研究有以玉米淀粉为原料研制的两性离子型改性淀粉降滤失剂CSJ，其阴离子取代度为0.5-o.8，阳离子取代度为0.2-0.4，在淡水钻井液、正电胶钻井液和盐水钻井液中，均有较好的流变性能和降滤失性能，能保持增强正电胶钻井液的结构和流变特性，与正电胶钻井液具有良好的配伍性
钻井液滤失造壁性测定
中国石油大学钻井液工艺原理实验报告 实验日期：2012.03.26 成绩： 班级：班学号：姓名：教师： 同组者： 实验二钻井液滤失造壁性测定 一．实验目的 1.掌握常用API钻井液仪器的使用和校正方法。 2.掌握钻井液静滤失量及瞬时滤失量测定实验。 3.了解钻井液降滤失剂对钻井液滤失量的影响。 二．实验原理 在滤失介质两端施加一定的压力差，在压力差的作用下，泥浆通过滤失介质发生滤失。 三．实验仪器 1.ZNS型打气筒失水仪一台 2.马氏漏斗粘度计一个 3.ZNB型泥浆密度计一个 4. 高搅机一台 5. 秒表一只 6. 钢板尺一个 7. PH试纸一盒 8. 20ml量筒1个 9. 滤纸 10.待测泥浆约2000ml 11.降滤失剂500g
四．仪器使用要点 ①松开减压阀，关死放空阀，打气使气筒压力达1MPa 左右，然后顺时针旋转减压阀，直到压力表读数为0.7MPa 。 ②用手指堵住泥浆杯气接头小孔，倒入适量的泥浆，使液面与泥浆杯内刻度线平齐，放好干燥的密封圈，铺一张干燥的滤纸，将干燥的泥浆杯盖盖好旋紧。然后装入三通接头并卡好，放好量筒。 ① 逆时针旋转放空阀，当压力表指针开始下降或有进气声时，开始计时并及时打气使压力保持为0.7MPa 。 ② 分别记录7.5分钟和15分钟后（或其它时间点）的滤失量，取开量筒，顺时针转放空阀，把泥浆杯中余气放尽后，取下泥浆杯。打开泥浆杯，取下滤纸，放置在平整的桌面上，用钢板尺测量滤纸上泥饼的厚度。 ⑤假设瞬时滤失量为零，量筒中滤液体积的2倍即为API 滤失量。若瞬时滤 失量不为零，应先按下列方程组求出瞬时滤失量，然后按 计算 API 滤失量。 ③ 分别记录7.5分钟和15分钟后（或其它时间点）的滤失量，取开量筒，顺时针转放空阀，把泥浆杯中余气放尽后，取下泥浆杯。打开泥浆杯，取下滤纸，放置在平整的桌面上，用钢板尺测量滤纸上泥饼的厚度。 ⑤假设瞬时滤失量为零，量筒中滤液体积的2倍即为API 滤失量。若瞬时滤 失量不为零，应先按下列方程组求出瞬时滤失量，然后按 计算 API 滤失量。 五、实验步骤 1.用高速搅拌器高速搅拌泥浆10分钟。 2.测量泥浆的API 滤失量、泥饼厚度和pH 值 3.在钻井液中加入降滤失剂，重新测定钻井液的性能。 sp V V V -=5.7302sp V V V -=5.73025 .75.71515c sp sp V V c V V +=+ =
钻井液用降粘剂性能及发展分析
钻井液用降粘剂性能及发展分析 李艳芳李晓娟邓玉芝 （.大港油田化学有限责任公司，天津大港.大港油田化学有限责任公司，天津大港.大港油田化学有限责任公司，天津大港）资料个人收集整理，勿做商业用途 摘要：介绍了目前市场上钻井液用降粘剂发展情况和处理剂地变化趋.将钻井液用降粘剂进行种类划分，包括产品主要原材料、产品名称、主要用途等进行了统计，并对处理剂地降粘机理、分子结构设计进行了综合分析，同时预测了处理剂地发展趋势.结果表明，研究并应用新型无毒、无污染能够替代铁铬盐使用地降粘剂仍然非常必要，对有效维护钻井液流变性、推广应用钻井液体系具有重要地意义.资料个人收集整理，勿做商业用途 关键词：降粘剂机理结构 前言 世纪年代初期使用地降粘剂仅有种,年用量为,以木质素类和单宁栲胶类为主,分别占总用量地和.年以后,低固相聚合物钻井液全面推广应用,进人世纪年代后具有强抑制性能地两性离子聚合物钻井液降粘剂研制成功并推广应用.使得单宁栲胶类和木质素类在总用量中地比重分别降为和.资料个人收集整理，勿做商业用途 世纪年代初石油工作者开始研制用于降低钻井液(特别是淡水钻井液)粘度地新型无毒降粘剂，即栲胶（栲胶碱液稀释剂）.它们在浅井低温淡水钻井液中使用效果好,但基本上不能消除聚合物之间及聚合物与粘土之间相互作用产生地提粘效应.资料个人收集整理，勿做商业用途 目前国内外钻井液降粘剂品种较多，按原料划分，主要有两大类.第一类是应用天然产物例如木质素、褐煤、栲胶等进行改性、接枝而成，由于资源丰富、价格低廉得到了广泛应用.如：目前国内有铁铬盐、磺化栲胶、铁锡栲胶—木质素磺酸盐、钻井液降粘剂单宁酸钾、木质素磺酸盐与地接枝产品等产品.铁铬木质素磺酸盐()和磺化栲胶()是最常用地钻井液降粘剂.但由于含有有毒金属铬，对环境造成地污染问题已越来越引起人们地重视.因而油田已禁止使用.而虽然具有较高地抗温能力，但抗盐能力弱，一般适用于深井淡水泥浆.因此，研制新型抗温抗盐能力强地无重金属地新型钻井液降粘剂一直是国内外地热门课题.资料个人收集整理，勿做商业用途 第二类是合成聚合物类降粘剂.自上个世纪八十年代以来国内外对该类降粘剂开展了广泛地研究，主要以各种阴离子、非离子及阳离子单体为原料聚合而成，如等.合成聚合物类降粘剂不管从产品抗污染性能上，还是处理剂配伍、抗固相容限量方面，都比较弱，一般只用于聚合物钻井液体系，这是合成聚合物类降粘剂地缺陷.资料个人收集整理，勿做商业用途一、降粘剂地作用机理 钻井液增稠主要归结于两个因素：一是钻屑地侵入并分散，引起固相含量地增加，导致体系增粘.这种情况无法用降粘剂来调整粘度，只能通过调整固相含量或加水地办法来解决.另一个因素是体系内网状结构地形成.钻井液中粘土矿物地晶片边缘，由于破碎作用而产生一些“断键”，这些部位都具有一定地“活性”，使粘土颗粒平面带负电、端面带正电，它们之间互相接触，在粘土颗粒之间形成边一边、边一面相联地空间网状结构.资料个人收集整理，勿做商业用途 降粘剂地降粘机理是集中在保护粘土颗粒边缘地这些“活性点”，增强该处地负电效应，使体系无法形成网架结构.对已形成地网架结构，也随着因吸附降粘剂而在运动中被解体拆散.关于粘土颗粒对降粘剂地吸附，一般有两种推测：一类是以聚磷酸盐为代表地降粘剂(如六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠等).它们电离后，这些盐地大量负离子吸附于粘土颗粒边缘铝地位置上，从而形成负电保护.另一类是以栲胶、单宁和铁铬木质素磺酸盐为代表.含有多个苯羟基或苯氧基，它们可与粘土颗粒边缘地铝原子在断键地位置上产生配位吸附，这种降
钻井液处理剂类型及钻井液配方用途综述
钻井液处理剂类型及钻井液配方用途综述 一处理剂类型和作用 1、人工钠土 我国钙搬土资源非常丰富，我们的科研人员研制成人工钠搬土，建立了生产车间生产流水线，将钙搬土加工活化变成完全符合标准的钠搬土，其性能已能赶上美国商品土的指标，如表l所示。现在已经投产可以大量供应商品土，价格比国际市场价格低廉。比用钙土粉在现场改性价格便宜而性能优越。如表2所示： 表1 国家粘度计读数 R600 动塑比 YP／PV API失水 FL API规范>30 <3 <13.5 MIL GEL(美) 53.4 1.64 12.4 MAGCO GEL(美) 118.6 3.6 12.6 KONIGE一3V(日) 59 1.8 12.3 中国NaViL 50 1.7 9.5 (注：动塑比及失水为更重要的指标) 表2 产地 搬土类型粘度计读数 R600 视粘度 AV 动塑比 YP／PV 失水量 FL 山东钙土加碱23.6 11.8 1.36 15.4 高阳人工钠±30.6 15.3 2.36 10 山东钙±加碱 20.6 10.3 1.38 18 付马营人工钠土5O 25 1.70 9.5
我国还有极为丰富的海泡土及凹凸棒土资源，经加工其成品质量已达到标准。这两种土可用于高温地热井，盐类地层钻井及海上钻井。 2，润滑剂： 金刚石钻进使用的润滑剂，除使用传统的皂化溶解油，太古油外，还有癸脂酸钠，松香酸钠等，如：RY特效润滑剂，是当前使用较理想的金刚石钻探润滑剂，属于阴离子表面活性剂。 3、聚丙烯酸盐类处理剂： 不分散低固相泥浆中采用的一种双作用的泥浆处理剂～选择性絮凝剂：对无用固相絮凝，而对有用固相增效。理想的选择性絮凝是不易达到的。但是我们选用聚丙烯酸盐类处理剂，在钻探实践中收到良好的技术经济效益。具有流变性好、防塌，润滑性好等优点。其中： 部分水解聚丙烯酰胺（PHP）：本产品为白色或淡黄色粉末，水溶性好，能抑制泥页岩的水化作用和提高钻井液的粘度，是钻井液用强力包被剂。 水解聚丙烯腈胺盐(NH4-HPAN)：是一种钻井液用降滤失剂；含有-COOH、-COONH4、-CONH2、-CN等基团，分子量在10000～50000之间，有降低高压差失水的特殊功能和良好的热稳定性，能改善钻井液流变性，抑制粘土水化分散，具有一定的抗盐能力；由于NH4在页岩中的镶嵌作用，具有一定的防塌效果聚丙烯晴钠盐(HPAN)：优良的降失水剂，能大幅度低失水而粘度效应很小，反絮凝作用小，能与PHP配合使用，抗盐、抗钙能力强，可作用海水，饱和盐水泥浆的降失水剂、且热稳定性好，可作高温降失水剂， 聚丙烯晴钙盐（CPAN）：为腈基、酰胺基、羧钙基、羧钠基等共聚物。主要用于不分散低固相聚合物钻井液的降滤失剂，并能改善泥饼质量，抗温、抗钙、盐污染及改善流型等作用。 磺化聚丙烯酰胺（SPAM）为磺化体，具有耐温、降失水、减阻作用，降摩擦效果良好。广泛用作煤田、油田钻井的降失水剂和油田防塌剂。在现场应用中可解决其它泥浆类型未能解决的坍塌、掉块及局部黄铁矿高离子污染的问题 4、纤维素类 羧甲基纤维素钠(CMC)：有高粘、中粘，低粘不同品种。高粘CMC主要用于增粘，而中粘、低粘CMC用于降失水。
滤失量测定
3 滤失量测定 3.1 概述 3.1.1 钻井液的滤失性能和造壁性能的测定与滤液的性能，如油、水或乳状液含量的测定一样，对钻井液的控制和处理是重要的。 3.1.2 这些性能受到钻井液中的固相类型和含量以及它们之间的物理和化学作用的影响，而这些物理和化学作用又受到温度和压力的影响。因此，在低温低压和高温高压两种条件下进行试验，而各自需要不同的仪器和技术。 3.2 低温低压试验 3.2.1 低温低压试验用仪器 a)滤失仪：主体是一个内径为76.2mm，高度至少为64.0mm的筒状钻井液杯。此杯石油耐强碱溶液的材料制成，并被装配成加压介质可方便地从其顶部进入和放掉。装配时在钻井液杯下部底座上放一张直径为90mm的滤纸。过滤面积为（4580±60）mm2。在底座下部安装由一个排出管，用来排放滤液至量筒内。用密封圈密封后，将整个装置放置在一个支撑架上。压力可用任何无危险的流体介质来施加，气体或液体均可。加压器上应装上压力调节器，以便由便携式气瓶、小型气弹或液压装置等来提供压力。 为获得相关性好的结果，必须使用一张直径为90mm的Whatman No.50或S&S No.576或相当的滤纸。 注：使用小型或过滤面积为一半的滤失仪所得结果与使用标准尺寸滤失仪所得结果不会有直接的相关关系。 b)计时器：时间间隔为30 min。 c)量筒：10cm3 或25cm3。 3.2.2 低温低压滤失量测定程序 3.2..2.1 要确保钻井液杯各部件，尤其是滤网清洁干燥，也要保证密封垫圈未变形或损坏，将钻井液注入钻井液杯中，使其液面距顶部至少13mm（以减少二氧化碳对滤液的污染），而后放好滤纸并安装好仪器。 3.2.2.2 将干燥的量筒放在排出管下面以接收滤液。关闭减压阀并调节压力调节器，以便在30秒或更短的时间内使压力达到（690±35KPa）。在加压的同时开始计时。 3.2.2.3 到30min后，测量滤液的体积。关闭压力调节器并小心打开减压阀。如果测定时间不是30min ，应注明。 3.2.2.4 以cm3为单位记录滤液的体积（精确到0.1cm3）,以作为API滤失量，同时记录钻井液的初始温度，保留滤液用来进行化学分析。 3.2.2.5 首先在确保所有压力全部被释放的情况下，从支架上取下钻井液杯，要非常小心地拆开钻井液杯，倒掉钻井液并取下滤纸，尽可能减少滤饼的损坏。用缓慢的水流冲洗滤纸上的滤饼。 3.2.2.6 测量并记录滤饼的厚度，精确到0.5mm。 3.2.2.7 尽管对滤饼的描述带有主观性，但诸如硬、软、韧、致密、坚固等注释，对于了解滤饼的质量仍是重要的信息。 3.3 高温高压试验 3.3.1 高温高压试验用仪器 注意：所有生产厂的仪器不可能都用于同样的温度和压力。关键是严格遵守生产厂推荐的样品体积、温度、压力。否则可能会发生严重的事故。 a)高温高压滤失仪：主要组成为：一个可控制的压力源（二氧化碳或氮气）、
降滤失剂-MSDS
AMPS (ATBS) POLYMER MULTIFUNCTIONAL FLUID LOSS ADDITIVE CG610S-P SECTION 1: PRODUCT NAME PRODUCT NAME: AMPS (ATBS) polymer multifunctional fluid loss additive CG610S-P PRODUCT DESCRIPTION: Well cement fluid loss additive SECTION 2: HAZARDS IDENTIFICATION CHARACTERISTICS: Nonflammable and inexplosive. HEALTH HAZARDS: Irritate eye and skin slightly; Cause irritation of the mucosal and upper respiratory tract. ENVIROMENTAL HAZARDS: Slightly toxic to fish and animal. SPECIAL ATTENTION: None. SECTION 3: COMPOSITION/INFORMATION ON INGREDIENTS INGREDIENT NAME COMPOSITION CAS No. AMPS copolymer 98% Water 2% 7732-18-5 SECTION 4: FIRST AID MEASURES SKIN CONTACT: Put off contaminated clothing, rinse with soapy and clean flowing water. EYE CONTACT:Raise the eyelid. Rinse it with plenty of clean flowing water and physiological saline. Consult a doctor if irritation occurs. INGESTION:Drink plenty of water to induce vomiting; If be uncomfortable, consult a doctor please. INHALATION:Escape to fresh air; If have breathing difficulties, consult a doctor. SPECIAL ATTENTION:None. SECTION 5: FIRE-FIGHTING MEASURES FLAMMABILITY: See section 9(Physical and Chemical Properties). FIRE FIGHTING MEDIUM: Foam, dry powder, carbon dioxide, water. SPECIAL FIRE-FIGHTING EQUIPMENTS: None. SECTION 6: ACCIDENTAL RELEASE MEASURES PERSONAL PRECATIONALS: Use personal protective equipment recommended in Section 8 (Exposure Controls/Personal Protection). SPILL: Collect the most of leakage, clean the site of leakage. WASTE TREATMENT METHODS: Be properly buried or handled according to local environment requirement. PACKING TREATMENT METHODS: Transferred to the dumping site for proper disposal. SECTION 7: HANDLING AND STORAGE HANDLING: Keep the containers closed when not in use. Do not get in eyes, on skin. Wear proper personal protection. STORAGE ATTENTION: Stored in a dry cool place, prevented from the sun and rain, kept away from the heat and fire and incompatible materials. SPECIAL ATTENTION: None. SECTION 8: ESPOSURE CONTROLS AND PERSONAL PROTECTION ENGINEERING CONTROL: Provide exhaust ventilation or other engineering controls to keep the airborne concentrations of vapors or particles below their respective threshold limit value. RESPIRATORY PROTECTION: Wear dusk mask. SKIN PROTECTION: Wear standard protective clothing and gloves. EYE PROTECTION: Wear chemical splash goggles. SPECIAL ATTENTION: Smoking, food and water drinking are all forbidden.
钻井液常用处理剂的作用机理(一)
钻井液常用处理剂的作用机理（一） 钻井液处理剂用于改善和稳定钻井液性能,或为满足钻井液某种性能需要而加入的化学添加剂。处理剂是钻井液的核心组分，往往很少的加量就会对钻井液性能产生很大的影响。钻井液原材料和处理剂的种类品种繁多，为了使用和研究方便将按其功能进行分类。 根据2006年API钻井液处理剂分类方法，将钻井液处理剂分为降滤失剂、增粘剂、乳化剂、页岩抑制剂、堵漏材料、降粘剂、腐蚀抑制剂、表面活性剂、润滑剂/解卡剂、加重剂、杀菌剂、消泡剂、泡沫剂、絮凝剂、除钙剂、pH控制剂、高温稳定剂、水合物控制剂。共计18类。其中润滑剂/解卡剂合并，另外增加了水合物控制剂 我国钻井液标准化委员会根据国际上的分类法，并结合我国的具体情况，将钻井液配浆材料和处理剂分为16类，分别为粘土类、加重剂、碱度控制剂、降滤失剂、降粘剂、增粘剂、页岩抑制剂、絮凝剂、润滑剂、解卡剂、杀菌剂、缓蚀剂、乳化剂、堵漏剂、发泡剂、消泡剂。 这16类处理剂所起的作用不同，但在配制和使用钻井液是，并不同时使用这些处理剂，而是根据现场需要选择其中的几种。下面对这16种处理剂进行介绍。 1 粘土类 粘土的本质是粘土矿物。粘土矿物是细分散的含水的层状硅酸盐和含水的非晶质硅酸盐矿物的总称。粘土矿物是整个粘土类土或岩石的性质，它是最活跃的组分。晶质含水的层状硅酸盐矿物：高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石等；含水的非晶质硅酸盐矿物：水铝英石、硅胶铁石等。 1.1 粘土矿物的两种基本构造单元 1.1.1 硅氧四面体与硅氧四面体晶片 硅氧四面体：有一个硅原子与四个氧原子，硅原子在四面体的中心，氧原子在四面体的顶点，硅原子与各氧原子之间的距离相等，其结构见右图。 图1硅氧四面体结构 硅氧面体晶片：指硅氧四面体网络。硅氧四面体网络由硅氧四面体通过相临的氧原子连接而成，其立体结构见右图。 图2 硅氧四面晶片结构图 1.1.2 铝氧八面体与铝氧八面体晶片
钻井液处理剂作用原理-蒲晓林
水基钻井液及处理剂作用机理 蒲晓林 课程简介 本课程是“泥浆工艺原理”、“深井泥浆”的后续课程，是根据钻井液化学研究方向总结、整理的课程。着重从钻井液工艺性能和胶体化学的角度讲述钻井液处理剂作用原理。 1．课程特点 （1）课程目前还在完善中。 ①国外：对处理剂应用阐述多，作用机理研究少，在此研究领 域还没有这样一门专门课程； ②国内：近年来文章多，文献报道多，但不系统，各说各的； ③关于此方面的研究：大都以产品、专利出现，有关理论研究 的报道较少，尤其是许多研究还触及到许多商业秘密。因此，许多单位从机理出发，从理论出发去开发产品不多，缺乏理论指导。例如：中山大学、天津大学、山东大学、成都科大。 全国：产品成系列的仅两家：我院和勘探开发研究院。 根本原因：机理不清楚，研究失去方向。 （2）本课程主要从钻井液的发展和类型的角度讲述处理剂的作用机理。使学者掌握各种处理剂在不同钻井液条件下的作用原理和用途。 2．课程主要任务 ①分析、揭示水基钻井液作用机理，学习进一步深入研究这种作用机理的方法和思路；②讲述目前主要使用的国内外钻井液处理剂的作用机理。引导机理研究入手，力求把处理剂研究、研制理论化、条理化，为有目的地、有针对性地研制处理剂和研究新型
钻井液体系创造条件； ③从研究机理入手，掌握使用规律。更好地指导产品应用和质量提高，把处理剂研制、生产和应用规律有机地结合起来。3．课程的主要内容和思路 （1）核心内容 ●处理剂作用机理及其对钻井液宏观性能的影响； ●处理剂作用性质和作用效果的实验研究方法。 （2）处理剂研究的一般思路 ①从钻井工程对钻井液性能要求出发研究处理剂 适应钻井工程、地质勘探及其技术发展，钻井液性能应具备的性能要求；钻井工程、地质勘探技术发展同钻井液技术发展的相互促进关系。 ②考虑如何选用处理剂实现钻井液作用效能 通过什么样的（运用）处理剂，起什么作用，作用规律（机理）是什么？ 具有实现钻井液作用效能，处理剂应具有的性质， ——如水溶性、抗盐性和抗温性，同粘土的作用规律等等。 ③钻井液性能、作用效能要求与处理剂分子结构的关系 处理剂分子结构组成、分子量、分子链型、基团种类、比例、处理剂分子构象等等。 ——最终落实到处理剂的分子结构设计。 ④处理剂的合成、研制 要实现处理剂分子结构设计，所需的化学途径、合成工艺路线、合成条件。 ⑤处理剂应用规律和效能评价 处理剂效能评价的原则：满足优质、安全、低成本钻井、完井
两性聚合物降滤失剂的合成及性能评价
Journal of Oil and Gas Technology 石油天然气学报, 2018, 40(5), 72-79 Published Online October 2018 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/508946826.html,/journal/jogt https://https://www.wendangku.net/doc/508946826.html,/10.12677/jogt.2018.405106 Synthesis and Performance Evaluation of Amphoteric Polymer Filtration Reducer Zhiming Huang, Yue Luo*, Xia Jiang, Yuanzhu Mi School of Chemistry and Environmental Engineering, Yangtze University, Jingzhou Hubei Received: Mar. 30th, 2017; accepted: May 28th, 2017; published: Oct. 15th, 2018 Abstract A kind of amphoteric polymer filtration reducer for drilling fluid was prepared by using acryla- mide (AM), 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS), allyl polyethylene glycol (APEG-500) and acryloyloxyethyltrimethyl ammonium chloride (DAC) as starting materials with solution po-lymerization process. The filtration reducer was characterized by FTIR and the effect of monomer mass ratio on the filtration reduction performance of drilling fluid was discussed. In addition, the filtration reduction performance of the reducer was evaluated in freshwater, saturated brine and composite brine base fluids. The results indicate that 65:25:5:5 is the optimum monomer mass ra-tio of m(AM): m(AMPS): m(APEG-500): m(DAC). The filtration loss of filtration reducer is 7.5, 9.6 and 10.1 mL in freshwater drilling fluids, saturated brine drilling fluids and compound brine drilling fluids respectively. It can be used at the highest temperature of 200?C. Keywords Amphoteric Polymer, Polymer Drilling Fluid, Filtration Reduction Performance *通信作者。