钻井液与完井液

作者：孙振峰,杨超,李杰,张敬辉,赵凯强,王晨

单位：中石化(大连)石油化工研究院有限公司, 辽宁大连 116045；

关键词：钻井液, 增黏剂, 抗高温, 抗盐, 起效机理

基金：中国石油化工股份有限公司科技部项目“多功能钻采化学品的开发及应用”（421034）。

为了解决钻井液用增黏剂高温高盐易降解失效的问题，以两性离子单体N-甲基二烯丙基丙磺酸（MAPS）、甲基丙烯酰胺（MAC）、N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）为聚合单体，以偶氮二异丁脒盐酸盐（AIBA）为引发剂，采用自由基共聚法合成了高性能增黏剂DV-1。通过正交实验对合成过程中的主要影响因素进行了考察，确定了最佳合成条件：反应温度为50 ℃，单体浓度为40%，引发剂用量为0.4%，反应时间为4 h。利用FTIR，1H-NMR，TG-DTA等方法对DV-1进行了表征测试，并对产物的增黏性能、抗高温抗盐性能及长效性能等进行了评价。评价结果显示，1%的DV-1水溶液表观黏度可达44.7 mPa·s。180 ℃、16 h高温老化后，溶液黏度保持率高达53.2%；DV-1对高浓度盐离子的耐受性能较好。经180 ℃老化72 h和120 h后，溶液黏度保持率能够达到50.5%和40.7%，长效性能优异。DV-1的半致死浓度EC50值为30 200 mg·L?1，符合水基钻井液在海域的排放标准。通过观察DV-1在溶液中的空间立体形态及对Zeta电位的数据分析，探讨了聚合物起效机理，DV-1的抗温性能主要归因于分子结构中稳定的主链及侧链刚性基团，两性离子结构抑制了侧链的持续卷曲，提升了DV-1的抗盐性能。

来源：2024年第1期

《钻井液与完井液》期刊编辑部

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