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20112012年国内钻井液处理剂进展评述dd

发布时间:2021-01-21 05:40:39 阅读: 来源:石雕厂家

2011~2012 年国内钻井液处理剂进展评述

中国页岩气网讯:1 前言

2011~2012 年, 国内在钻井液处理剂方面又取得了一些新进展,特别是胺基聚醚抑制剂的成功应用, 在一定程度上推动了水基钻井液技术的进步。就两年来的整体情况看,尽管关于处理剂合成的报道较多,而投入生产及应用的产品却很少,分析内在因素,主要是产品主体结构及合成方法没有改变或变化较小, 只是基团与相对分子质量的优化而已,与过去的工作相比,大部分属于重复性研究,因此从产品性能来讲没有取得突破性进展。

    为满足深层及复杂条件下,尤其是页岩气水平井钻井对钻井液性能的新要求,今后仍然需要在钻井液处理剂研究方面加强攻关,通过高性能处理剂的研究与应用提高钻井液技术水平。结合研究及文献报导,对国内2011~2012 年钻井液处理剂的研究与应用情况进行介绍,指出钻井液处理剂研究与应用中存在的问题及未来的发展方向。

2 处理剂进展及现状分析

2.1 天然材料改性产品

淀粉、纤维素、植物胶、木质素、栲胶和腐殖酸等天然材料改性产品是一类重要的钻井液处理剂,根据材料来源及合成方法不同,改性产物可以起到增黏、降滤失、降黏、防塌、堵漏等不同作用。

2.1.1 淀粉改性处理剂

淀粉作为来源广、价格低廉的天然材料, 其改性产品深受重视,而近两年的研究主要集中在淀粉接枝共聚物和烷基糖苷的研究上。如,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂合成的高黏度抗剪切丙烯酸钠接枝淀粉,在盐水和饱和盐水钻井液中均具有较好的增黏和降滤失作用,在80℃下老化16h 后,其表观黏度及滤失量等基本保持不变,表现出良好的增黏、降失水作用和抗盐能力,但其抗温能力仍然不能满足需要。围绕提高抗温能力,以玉米淀粉与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酰胺(AM)单体接枝共聚得到的两性离子改性淀粉钻井液降滤失剂,在淡水基浆、盐水基浆、人工海水基浆中均具有较好的降失水性能, 加入0.6%产品的淡水钻井液, 在180℃下热滚16h 后性能无明显变化。将淀粉与AM、丙烯酰氧基三甲基溴化铵和苯乙烯磺酸钠(SSS)接枝共聚制备的淀粉接枝聚合物,具有较好的降滤失性和抗温、抗盐能力。淀粉与AM、丙磺酸单体的接枝共聚物,热稳定性较好,抗盐抗钙能力较强[6]。此外,以环氧氯丙烷、苯基有机胺、羧甲基淀粉钠盐等为原料制备的苯基阳离子淀粉降滤失剂,具有良好的热稳定性,在160℃高温下滚动16h 后,常温中压滤失量仅为8.4mL。

由于烷基糖苷钻井液具有良好的流变性、润滑性、防塌抑制性以及环保等综合性能,近年来深受重视。以淀粉为主要原料,合成了一种具有抑制泥页岩水化膨胀、分散和提高泥页岩的膜效率、能有效降低钻井液水活度的新型多羟基糖苷防塌剂DTG-1,用DTG-1 配制的钻井液具有组成简单、流变性易控制、高温稳定性好、抗污染性强等特点。以葡萄糖和乙醇为原料,采用直接苷化法合成了钻井液用乙基葡萄糖苷。通过在甲基葡萄糖苷分子上引入季铵基团, 合成了阳离子甲基葡萄糖苷CMEG,与甲基葡萄糖苷相比,CMEG 具有优异的抑制页岩水化膨胀和抗高温(150℃)的能力,且配伍性较好,能与其他处理剂产生协同作用,在钻井液中具有很好的应用前景,可望用于页岩气水平井钻井的水基钻井液体系。

2.1.2 纤维素改性处理剂

纤维素类改性产品作为性能良好的钻井液处理剂之一,一直为钻井液工作者所重视,但近两年主要针对降低生产成本,在低成本纤维素原料选择方面开展了工作。如,选用造纸木浆为原料,以水媒法制备了钻井液用低黏羧甲基纤维素钠盐,以及用废纸浆为原料,采用干法工艺合成的钻井液用低黏羧甲基纤维素(LV-CMC),其性能符合钻井液对CMC-LV 的要求,既能降低生产成本,又能使废纸得到充分利用。

2.1.3 木质素改性处理剂

为进一步拓宽木质素衍生物在钻井液中的应用,采用木质素磺酸盐为原料,制备氧化氨解木质素钻井液处理剂。实验表明,氧化氨解木质素室温下具有增大动切力和降低滤失量作用,高温下具有降低动切力和滤失量作用,与工业木质素磺酸盐相比,其在钻井液中的降切作用减弱,抗温性增强。以木质素磺酸盐为原料,用硝酸处理制备的硝化—氧化木质素磺酸盐,与木质素磺酸盐相比其低温增黏作用、高温降黏作用、降滤失作用和对黏土膨胀的抑制作用均有所增强。通过木质素磺酸钙与甲醛、伯/仲胺的Mannich 反应产物与杂聚糖反应制备出系列聚糖-木质素SL, 作为水基钻井液处理剂,常温下具有增黏作用和弱的降滤失作用,180℃、24h 高温热处理后, 对钻井液具有一定的稀释和降滤失作用,可明显改善塑性黏度和动塑比。

用木质素磺酸盐与AM、AOPS 接枝共聚得到的接枝共聚物降滤失剂,在不同基浆中均具有较好的控制流变性能、降滤失性能及较强的抑制性。用丙烯酸(AA)对木质素磺酸钙进行接枝共聚及改性,可以提高其作用效果,扩大其应用范围,用作钻井液处理剂,有较好的降黏及降滤失作用,耐温抗钙污染能力强。

2.1.4 腐殖酸改性处理剂

腐殖酸作为来源丰富的天然资源,其改性产品是最早应用的钻井液处理剂之一,近期以褐煤与尿素、甲醛和苯酚的反应产物,经磺化制得了抗温、抗盐性能较好的酚脲醛树脂改性褐煤降滤失剂,用其所处理的质量分数4%的盐水钻井液,180℃老化后钻井液中压降滤失量小于10mL, 高温高压滤失量小于20mL。采用腐殖化程度高的腐殖酸,与不同碳链长度的脂肪胺、适量的交联剂反应得到的油基钻井液降滤失剂SDFL, 适用于白油基和合成基钻井液,抗温200℃,与钻井液的配伍性好,可使油基钻井液滤失量降低85%以上,且对油基钻井液的流变性影响小。

2.1.5 树胶改性处理剂

树胶作为一种天然材料,具有很好的生物降解性, 也是可利用的天然材料之一。以SP 树胶为原料,通过环氧氯丙烷交联改性,制备了交联改性的SP-1 树胶处理剂。经SP-1 处理的水基钻井液在30~120℃范围内流变性能稳定,API 滤失量保持在15mL 以下,同时具有抑制黏土水化分散的能力。

从前面的介绍看,近期天然材料改性方面以淀粉、木质素等居多,其他天然材料相对较少或没有涉及。这从一定程度上反映出人们对天然材料利用还不够重视。就改性研究内容来说,改性的手段还比较少,改性的深度也不够。在淀粉接枝共聚物研究中,并没有明确指出淀粉是作为主体还是只少量的引入,无论从降低成本,还是从环保的角度讲,如何尽可能的提高淀粉在接枝共聚物中的质量分数应是研究的关键。 可喜的是,淀粉下游产品———烷基糖苷的研究与应用逐步得到重视。在纤维素改性方面,早期就有采用纸浆作为纤维素原料制备羧甲基纤维素的介绍,近两年又开展部分工作,这是值得倡导的。但如何从纤维素处理和生产工艺上进一步攻关,使非棉纤维素为原料的羧甲基纤维素实施工业化生产和应用更显迫切。对于木质素、腐殖酸等来说,不仅原料来源丰富,而且价格低廉,且其分子结构具备深度改性的反应基础, 如何以其为原料,通过化学处理、分子修饰等手段制备适用于高温、超高温条件下的水基钻井液处理剂,以及制备油基钻井液处理剂等, 可作为今后的研究目标,而尽可能避免与木质素、腐殖酸相关的一般的改性及与过去近似的重复工作。植物胶作为一种生物质资源,也可用作制备天然材料改性钻井液处理剂的有效途径,但这方面研究与应用一直很少,今后应引起重视,并重点放在改善其抗温和抗盐能力方面。

2.2 合成材料

近两年,国内在合成材料方面,以烯类单体聚合物方面的研究工作最多,随着人们对胺基聚醚良好性能的认识,胺基聚醚抑制剂及钻井液体系得到了快速发展。

2.2.1 合成树脂类处理剂

由于合成树脂类处理剂优越的抗温性能,一直受到油田化学工作者的重视。以苯酚、对氨基苯磺酸、甲醛为原料,合成了与磺甲基酚醛树脂(SMP)具有相似分子结构的对氨基苯磺酸盐酚醛树脂降滤失剂,该剂在淡水泥浆中的适宜加量为5%,用该降滤失剂配制的钻井液具有良好的降滤失效果,耐温能力可达180℃。

2.2.2 烯类单体聚合物处理剂

在烯类单体聚合物方面,以AMPS 等含磺酸基单体聚合物方面研究最多, 由于磺酸基的引入,共聚物抗温抗盐能力明显提高,尤其是抗高价金属离子的能力更优。近两年这方面研究主要集中在降滤失剂、增黏剂、降黏剂和堵漏材料等方面。

(1) 降滤失剂

聚合物降滤失剂可分为阴离子型和两性离子型聚合物。阴离子型聚合物主要有:由丙烯腈(AN)、AMPS 和带环状侧取代基乙烯单体聚合制备的水基钻井液用新型抗高温降滤失剂FRT-1和由AN、AMPS 和N,N′-二甲基丙烯酰胺(DMAM) 聚合制备的水基钻井液用耐高温聚合物降滤失剂FRT-2,两者均具有较好的抗温性和降滤失性能。用AM、AMPS、AA 等单体共聚合成的抗温抗盐降滤失剂,具有良好的降滤失作用和抗温抗盐抗钙性能。由AM、AN、AMPS 和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)共聚得到的四元共聚产物钻井液降滤失剂QPFR, 具有良好的抗温抗盐能力[27]。以AM、AMPS、NVP 和含双键的有机硅为单体制备的有机硅共聚物,在淡水钻井液、4.0%的盐水钻井液及饱和盐水钻井液中均具有较好的降滤失作用和较强的抗温能力。用不同单体合成的四元阴离子型降滤失剂ALW, 具有良好的温度稳定性、抗盐抗钙性及抑制性。以AM、丙烯酰胺基长链烷基磺酸和双烯磺酸单体为原料,合成的低相对分子质量的抗高温聚合物降滤失剂PFL-L, 热稳定性好,产物相对分子质量具有多分散性,适用于超深井钻井液处理剂,高温高盐条件下在显著降低钻井液滤失量的同时,可很好地控制钻井液高温下的黏度, 抗温220℃, 抗NaCl 可达36%。现场应用证明,由PFL-L 等处理剂形成的超高温钻井液热稳定性好。采用乳液聚合制备的一种两亲性聚合物,可在滤纸及砂石表面形成坚韧薄膜,作为降滤失剂具有明显的降滤失效果。

两性离子型聚合物主要有:以AM、AMPS、DMDAAC为原料合成的耐温、抗盐钻井液降滤失剂,在高温、高含盐条件下具有优良的降滤失性能。以AM、DMDAAC、AMPS 和酯类单体为原料合成的四元共聚物钻井液降滤失剂LS-1,在淡水基浆、盐水基浆和饱和盐水浆中均具有较好的降滤失作用,抗温性能达150℃。采用AMPS、DMC 与AM 合成的低相对分子质量两性离子聚合物LADA, 可以用于降低不同温度、不同密度的钻井液体系的滤失量,且可以提高钻井液体系的稳定性。以DEAM、AMPS、NVP、DMDAC 为原料制备的抗高温抗盐聚合物降滤失剂, 经胜科1 井和泌深1 井试验证明,可以满足超深井超高温钻井需要。一种两性离子型四元共聚物降滤失剂JRJTS, 在150~200℃温度范围内对盐水钻井液的滤失量降低率大于75%。

(2) 增黏剂

相对于降滤失剂来说,增黏剂研究较少, 以生物聚合物为原料,加入非离子、阴离子及阳离子单体,制备的环保耐温抗盐型包被剂coater-10,能提高钻井液黏度和动切力,降低钻井液失水量,同时具有较好的耐温抗盐性,可生物降解,有助于提高钻井液体系整体的环保性能。采用反向乳液聚合法,合成的AM、AA、2-丙烯酰氧丁基磺酸共聚物增黏剂,抗温达180℃,抗盐达20%。一种具有优良的黏弹性、抗盐抗温性、剪切稀释性、抑制性和降滤失能力的新型黏弹性聚合物MVPP, 其水溶液能抗100℃高温,抗NaCl 和CaCl2至饱和,具有比膨润土和同类处理剂更加优良的增黏提切能力,可用其代替或部分代替膨润土, 用来配制抗高温抗盐低/无固相钻井液。

(3) 降黏剂

在降黏剂方面, 多集中在抗高温产品的研究,如用AMPS、马莱酸酐(MA)、AA 和AM 等原料合成的抗温抗盐型钻井液降黏剂JNJ-1,具有很好的降黏作用,抗温、抗盐及抗高价离子污染能力强。以MA 和AA 为原料制备的降黏剂MAA, 可以显著降低钻井液的黏度和切力,具有很好的抗温、抗盐和抗钙性能, 抗温达180℃, 抗盐达饱和, 即使在2%的含钙钻井液中仍有较好的降黏效果。以苯乙烯(St)与AMPS 和AA 为原料合成的St/AMPS/AA 共聚物钻井液降黏剂,加量0.5%时,可使淡水钻井液在常温下的表观黏度由28.8mPa·s 降至23.4mPa·s,在260℃老化16h 后表观黏度由37.1mPa·s 降至6.8mPa·s,表现出了良好的耐温性和降黏效果。

(4) 堵漏剂

近两年来,在合成聚合物堵漏剂方面也开展了一些探索工作,如,一种具有膨胀可变形性的堵漏剂GCY-X, 该堵漏剂在室温下的吸蒸馏水倍数为303 倍,在现场钻井液中的吸液倍数为20 倍,抗温可达100℃,与钻井液的配伍性好。采用AMPS、AM 等单体,并添加适量的无机材料,通过两步法制备的双网络吸水树脂堵漏剂,150℃高温条件下老化30d 后依然保持完整的形态和较好的强度,吸水倍数为4~10 倍, 且具有较好的抗盐和耐pH 敏感性能,堵漏承压强度高,可以用于深井超深井的堵漏作业。一种能有效稳定井壁及保护储层的多功能抗高温防塌剂YFF,具有良好的抑制作用和封堵能力,与钻井液具有良好的配伍性,对钻井液的黏度、切力影响不大。此外,用AM、AMPS、AA 等单体和一种无机材料,在2 种交联剂作用下聚合得到的抗高温储层暂堵剂,热稳定性好,暂堵作用和降滤失效果好,酸溶率达到90%以上,且具有较高的渗透率恢复值,可以有效提高深层高压低渗储层的保护效果。以St、AM 等单体为原料制备的疏水性核/亲水性壳双亲粒子,作为随钻堵漏剂,在淡水基浆中抗温可达180℃,含1%双亲粒子的基浆具有明显的堵漏效果,并随粒子加量的增加,基浆漏失量减少,堵漏能力提高。

2.2.3 有机胺类抑制剂

由于有机胺类处理剂具有优异的抑制能力,近年来逐步得到重视,尤其以胺基聚醚(APE) 最为典型。作为钻井液抑制剂,其独特的分子结构,能很好地镶嵌在黏土层间,并使黏土层紧密结合在一起,从而起到抑制黏土水化膨胀、防止井壁坍塌的作用。APE 具有一定的降低表面张力的作用,对黏土的Zeta 电势影响小,能有效抑制黏土和岩屑的分散,且其抑制性持久,具有成膜作用,有利于井壁稳定和储层保护,能够较好地兼顾钻井液体系的分散造壁性与抑制性。APE 对钙膨润土分散体系的流变性无不良影响, 可以用于高温高固相钻井液体系中,改善体系的抑制性和流变性。基于此,下步重点工作是在胺基聚醚应用的基础上,通过优选或合成配套的处理剂,形成胺基聚醚钻井液体系。

从关于合成材料类处理剂的介绍可见,这方面多集中在烯类单体聚合物处理剂合成,就整体水平而言, 合成材料处理剂方面的研究缺乏创新性,尽管相关的文献不少,而有实质性进展的不多,无论是近两年来,还是与过去的研究相比,均存在简单的重复研究的现象, 如关于AM、AA、AMPS、AN、NVP、DMAM、DMDAAC 等单体的二元或多元共聚物, 早在上世纪80、90 年代就有大量的文献报道。从近两年发表的文章及其引用的参考文献分析,均缺少对过去研究工作的引用,此结果可能是作者对过去的工作缺乏了解, 但也不排除故意回避现象。从技术的角度讲,并不反对相同组成聚合物处理剂的进一步研究,关键是要在找出过去研究的不足或产品的缺陷基础上, 如何进一步提高产品性能,而非简单的重复。同时也发现有些研究不是为了技术进步,纯粹是为了写文章,其结果不仅浪费人力、物力,也浪费了信息资源。值得强调的是,近两年,采用反相乳液聚合的方法制备钻井液处理剂受到了钻井液工作者的重视,今后需要在初步研究与应用的基础上,围绕提高聚合物含量、扩大反相乳液聚合物处理剂的应用范围方面进一步开展研究。在胺基抑制剂方面,近期文献很多,而本文仅引用了创新性和学术性强的文献,还有相当数量的文章均是一些重复性的评价实验。

2.3 其他材料

2.3.1 无机材料的利用

近两年,针对合成聚合物或天然改性处理剂易高温降解等缺陷,分别合成了以无机纳米二氧化硅粒子为联接基,以-C-C-键为分子主链的两亲嵌段聚合物无机/聚合物纳米复合降滤失剂NFL-1和NFL-2。两者在钻井液中的黏度效应小,热稳定性好,抗盐抗钙能力强,用其处理的钻井液在220℃高温老化后其滤失量仍然较低。以羧甲基淀粉钠盐(CMS-Na)和膨润土为原料,合成的膨润土改性羧甲基淀粉抗高温降滤失剂(BCMS),在150℃、16h 老化后,其控制滤失量及增黏能力优于CMS-Na。

针对储层保护需要,研制了一种新型高酸溶性加重剂BKJ-1,并在现场应用中见到初步效果。

2.3.2 不同材料复合或反应物

 在实际应用中,有时采用多种材料复配或反应得到的产物可以达到较好的效果,如润滑剂、堵漏剂(封堵剂)、防塌剂、消泡剂等,多是采用不同原料复配或反应得到 

(1) 润滑剂

为了解决定向井、水平井和大斜度井的井壁失稳及卡钻问题,制备了具有防塌、润滑双重作用的钻井液用防塌润滑剂FYJH-2, 该剂具有很强的抑制性,能显著降低钻井液摩擦系数,对钻井液流变性和滤失性影响小,且无毒、易生物降解,适用于深井、定向井和水平井钻井。利用改性植物油和多羟基胺反应生成的亲水性酯与阴离子表面活性剂混合得到的低荧光水基润滑剂RY-838, 润滑能力强,荧光级别低于2 级。现场应用表明,对录井、测井影响小,且配伍性好,可满足深井、探井、水平井钻井作业的需要。

采用反相乳化法制备的纳米石蜡乳液BZ -GWN,具有好的抑制防塌性能、润滑性和油气层保护性能。现场应用表明,加入BZ-GWN 的聚磺钻井液和钾盐聚合物钻井液具有良好的抑制性、防塌能力和润滑性,钻进中井壁稳定、起下钻顺畅,水平段没有出现托压等现象,井眼规则,钻井施工顺利。

(2) 堵漏剂

 钻井过程中防漏堵漏是保证安全钻井的重要措施之一,尤其是预防漏失更为重要。针对低渗透地层纳米-微米级细微裂缝的封堵需要, 由多种天然果壳经一系列预处理工艺、超微粉碎和包裹特性高相对分子质量聚合物等工艺,并造粒、干燥后,制得一种颗粒粒径在0.1~200μm 范围内可调的新型随钻防漏堵漏剂TFD,该剂具有强度高,延时膨胀性、可变形性、与水基和油基钻井液配伍性好等特点,且封堵强度高,能提高地层漏失压力和承压能力,可起到稳定井壁、降低地层坍塌压力的作用。而非渗透堵漏剂HTK-1 能在随钻过程中防止漏失,减小漏失量,提高地层承压能力,从而有效地实施封堵,保证钻井过程顺利。

(3) 防塌剂

针对复杂井的井壁稳定问题,开发出一种多功能抗高温防塌剂YFF,由于YFF 带有正电荷,具有良好的抑制作用和封堵能力,与钻井液具有良好的配伍性,对钻井液的黏度、切力影响不大,能有效稳定井壁及保护储层。用抗高温、抗盐阳离子成膜聚合物和具有超强封堵效果的微米级纤维素、超细碳酸钙等材料复配制得的膜屏蔽剂BXP-2,用作盐水、饱和盐水钻井液处理剂,不仅可以防止井壁坍塌,而且可以提高钻井液的悬浮稳定性。

(4) 消泡剂

采用复合乳化体系对以二甲基硅油为主要原料合成的硅膏进行乳化得到的钻井液用乳液型消泡剂,具有生产工艺简单、消泡能力强的特性。

总体而言,近两年在其他材料方面也有不少有益的研究进展, 尤其是无机有机复合纳米降滤失剂、纳米石蜡乳液润滑剂等,为处理剂开发提供了新途径。需要强调的是,该部分所涉及的一些产品,其可靠性和科学性是否如文献所述,还缺乏必要的实验验证和理论支撑。

3 存在的问题及下步方向

3.1 存在问题

近两年,在钻井液处理剂方面尽管开展了不少工作,也见到了初步效果,但仍然存在不少问题,主要体现在以下几方面

① 首先是基础研究薄弱, 即缺乏处理剂作用机理的支撑作用, 以及处理剂合成相关的基础研究,如单体开发、分子设计、结构与性能的关系等。其次是处理剂的效果需要经过现场应用后才能证实,从研制、中试、现场试验,到最后取得成果是一漫长的过程,短期的利益驱动,使相当多的研究人员难沉下心来做事,致使重复研究多。特别是合成聚合物方面,从近两年情况看,尽管有不少文献,但内容和过去差别不大,不外乎AM、AMPS、AA、AN、DMAM、NVP、DAC、DMDAAC 等单体的多元共聚物,绝大多数情况下属于重复或相近研究,使处理剂研究缺乏原创性。

② 从处理剂结构和基团来看, 分子和合成设计还局限在提高主链稳定性及优化基团与比例上,钻井液处理剂的合成原料仍然采用传统原料,虽然基团与相对分子质量有所优化,但主体结构与基团并未改变,很难使钻井液处理剂性能有大的提高。

③ 在天然材料改性方面, 不仅涉及的面还比较窄,且局限在基本的改性反应,缺乏深入研究,工业废料和农副产品利用研究几乎没有报道。

④ 由于对其他专业缺乏了解, 致使其他专业已经成熟的产品,钻井液行业仍然当作新产品来研究,造成不必要的资源浪费,胺基聚醚就典型的例子。再者,由于从事合成的人员缺乏对现场的了解,使分子和合成设计缺乏针对性。

3.2 下步方向

钻井液处理剂研制应紧密结合现场需要,并以解决现场问题、提高钻井液技术水平为目标,避免重复性研究,结合钻井液的发展方向,今后应从以下几方面开展研究:

① 在原料来源充足、价格低廉、可生物降解的天然材料改性产品方面,围绕绿色环保、抗高温抗盐的目标,通过氧化或高温降解、分子修饰、接枝共聚等方法深度改性,以提高产品的综合性能,降低处理剂生产成本。

② 重视工业废料和农副产品的利用, 利用废聚苯乙烯,通过磺化法制备磺化聚苯乙烯,或将制备的磺化聚苯乙烯进一步接枝共聚或高分子化学反应改性,用作钻井液降滤失剂或降黏剂,合成低磺化度的聚苯乙烯乳液,用作润滑剂和封堵剂。采用植物油脚乳化后作为钻井液润滑剂、封堵剂。利用碱法造纸废液, 既有利于开发低成本处理剂,又有利于环境保护。深化植物秸秆作为纤维素源制备钻井液用羧甲基纤维素的研究,以降低生产成本。

③ 针对新处理剂研制开发的需要, 研制开发新单体,特别是开发对高价金属离子具有强络合能力的含膦基的阴离子单体及高温下水解稳定性好的阴离子或非离子单体。在合成树脂方面, 要在SMP 的基础上,通过分子修饰提高产品在高温高盐条件下的作用效果,开发用于高盐、超高温条件下的HTHP 降滤失剂。

④ 烯类单体聚合物方面, 避免简单的重复研究,力争突破传统处理剂结构,设计超支化的树枝状或树形结构的处理剂, 提高处理剂的综合性能,目标在于合成适用于高温、高矿化度钻井液及无黏土相钻井液处理剂。

⑤ 为了减少烘干环节对处理剂性能的不良影响,提高处理剂的作用效果,应加强用反相乳液聚合法生产钻井液用聚合物增黏剂、絮凝剂、包被剂和降滤失剂的研究,促使乳液产品工业化,扩大推广应用面,同时探索水包水聚合物乳液的应用。

⑥ 针对油基钻井液体系发展的需要, 开发油基钻井液用乳化剂、增黏提切剂、结构剂、降滤失剂和封堵剂。

4 结语

在过去研究与应用的基础上,近两年虽然我国在钻井液处理剂研究与应用方面又取得了一些新的进展,但仍然存在不少问题。尽管在处理剂研究方面发表的文献较多,但除胺基聚醚外,大多数研究并无实质性进展,且大多局限在低水平的重复性研究上。特别是在分子设计的针对性和处理剂作用机理方面,开展的工作还比较少,适用于超高温、超高密度钻井液体系的超高温、超高密度钻井液处理剂的研究较少。今后处理剂研究方面要强化基础研究和新原料的开发, 探索高性能钻井液处理剂研制的新途径,研制高性能钻井液处理剂,进一步加强淀粉、褐煤、栲胶、木质素等天然材料,以及工业废料和农副产品的利用,研制绿色环保、高性能、低成本的钻井液处理剂,以满足石油工业发展的需要。

责编:王亭亭

 

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