抗高温耐盐增黏剂及其无固相钻井液体系研究.pdf

第 3 3 卷 第 2 期 2 0 1 6年 3月 钻井液与完井液 DRI LLI NG F LUI D COM P L ET I ON F LUI D 、 ，0 1 ． 3 3 No ． 2 Ma r ．2 0 1 6 d o i 1 0 ． 3 6 9 6 8 ． i s s n ． 1 0 0 1 - 5 6 2 0 ． 2 0 1 6 ． 0 2 ． 0 0 2 抗 古 曰 同皿 耐盐增黏剂及其无固相钻井液体 系研究 刘建军， 刘晓栋， 马学勤， 朱红卫 中国石油海洋工程有限公司渤星公司， 天津 3 0 0 4 5 1 刘建军等． 抗高温耐盐增黏剂及其无固相钻井液体系研究 [ J ] ． 钻井液与完井液，2 0 1 6 ，3 3 2 5 1 1 ． 摘要选用 2 ． 丙烯酰胺基 ． 2 ．甲基丙磺酸 A MP S 、丙烯酰胺 A M 、单体 x为主要单体，合成出钻井液用抗高温 耐盐增黏剂 B D V - 2 0 0 S 。研究了B D V - 2 0 0 S的分子结构、分子量及其分布、耐热性能，通过高温流变性能测试、高温老化黏 度保留率性能测试、高温老化浆体悬浮重晶石实验和井底动态循环模拟实验等测试方法，表征 了增黏剂B DV - 2 0 0 S的抗温 性能及热稳定性能， 并考察 了1 2 0℃、1 5 0℃、1 8 0℃等不同温度下其与同类产品在无固相钻井液中的应用性能。结果表明， B D V - 2 0 0 S为目标聚合物 ； 重均分子量近 2 0 0万且分布集中 ； 抗温能力 良好，1 8 0℃高温老化 1 6 h后黏度保留率大于 4 5 ％， 且浆体颜色仍呈乳白色，无大量重晶石沉淀，高温悬浮能力较好 ； 经过 1 8 0 井下 4个循环周模拟实验后黏度保 留率大于 5 0 ％ ； 抗盐性能较好，随着盐含量增加至饱和，增黏剂在盐水 中的黏度保 留率保持为 2 5 ％ ； 在中高温及高温无固相钻井液 体系中应用良好，经 1 8 0℃老化后黏切性能保持率较高，常温中压滤失量为 5 ． 0 mL，1 5 0℃高温高压滤失量为 1 9 mL，性 能优于国内外同类产品。 关键词2 一 丙烯酰胺基一 2 一甲基丙磺酸 ； 增黏剂 ； 抗高温 ； 耐盐 ； 无固相钻井液 中图分类号T E 2 5 4 ．4 文献标识码 A 文章编号1 0 0 1 5 6 2 0 2 0 1 6 0 2 0 0 5 0 7 S t u d y o n Hi g h T e mp e r a t u r e S a l t - r e s i s t a n t Vi s e o s i fi e r a n d t h e Fo r mu l a t e d S o l i ds - f r e e Dr i l l i n g Fl u i d L I U J i a n j u n ， L I U X i a o d o n g ， MA X u e q i n ， Z H U H o n g w e i T i a n j i n C h i n a P e t r o l e u m B o x i n g E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y C o ． ， L t d ． ， 乃 口 i n 3 0 0 4 5 1 ， C h i n a Abs t r a c t A h i g h t e mp e r a t u r e s a l t - r e s i s t a n t v i s c o s i fi e r , BDV- 2 0 0 S ， h a s b e e n d e v e l o p e d f r o m 2 - Ac r y l a mi d o - 2 - me t h y l r I r o p a n e s u l f o n i c a c i d A MP S ， a c r y l a mi d e AM a n d a n o t h e r mo n o me r X． S t u d i e s h a v e b e e n c o n d u c t e d o n t h e mo l e c u l a r s t r u c t u r e s ， mo l e c u l a r we i g h t s a n d d i s t ri b u t i o n s ， and the t h e r ma l s t a b i l i t y o f BDV- 2 0 0 S mo l e c u l e s ． Rh e o l o g y a n d f u n c t i o n i n g s t a b i l i ty a t e l e v a t e d t e mp e r a t u r e s we r e s tud i e d t h r o u g h h i g h t e mp e r a t u r e r h e o l o g i c a l me a s u r e me n t ， r a t i o o f v i s c o s i ty r e t e n t i o n a ft e r a g i n g a t h i g h t e mp e r a t u r e ， s u s p e n s i o n o f b a r i t e i n the a g e d mu d s t r e a t e d wi th BDV- 2 0 0 S， a n d b o R o m h o l e d y n a mi c c i r c u l a t i o n s i mu l a t i o n t e s t e t c ． T h e p e rfo r manc e s o f B DV- 2 0 0 S i n s o l i d ． f r e e d r i l l i n gfl u i d s a t 1 2 0℃． 1 5 0 o C． a n d l 8 0℃ we r e c o mp are dwi th tho s e o f t h e s i mi l arp r o d u c t s ． T h e s e s tud i e s r e v e a l t h a t the BDV - 2 0 0 S s yn the s i z e d i s t h e p r o d u c t d e s i g n e d ． BDV - 2 0 0 S h a s a we i g h t a v e r a g e mo l e c u l a r we i g h t o f a b o u t 2 ， 0 0 0 ， 0 0 0 wh i c h i s d i s t r i b u t e d i n a n a r r o w r a n g e ． Afte r a g i n g a t 1 8 0℃f o r 1 6 h ． t h e BDV- 2 0 0 S s o l u t i o n s t i l l r e tai n e d v i s c o s i ty o f g r e a t e r than 4 5 ％ o f i t s o r i g i n a l v i s c o s i ty, an d the c o l o r o f the s o l u t i o n wa s s t i l l wh i t e ． No b a r i t e s e t t l e me n t h a s b e e n f o u n d o f the s o l u t i o n ， me ani n g tha t the s u s p e n d i n g c a p a c i ty o f BDV- 2 0 0 S i s s a t i s f a c t o r y ． A l a b o r a t o ry t e s t s i mu l a t i n g mu d c i r c u l a t i o n i n h o l e wi th b o t t o m h o l e t e mp e r a t u r e o f 1 8 0℃ i n d i c a t e d t h a t the s o l u t i o n ， a fte r 4 c y c l e s o f c i r c u l a t i o n ， s t i l l r e t a i n e d v i s c o s i ty mo r e tha n 5 0 ％ o f i t s o r i g i n a l v i s c o s i ty． I n s a l t r e s i s t a n t p e r f o r manc e t e s t i n g ， the v i s c o s i ty o f the s a l t wa t e r i n c r e a s e d wi t h the c o n c e n t r a t i o n o f BDV- 2 0 0 S i n a l i n e ar r e l a t i o n s h i p ． Dr i l l i n g fl u i d s tre a t e d wi th BDV- 2 0 0 S h a s API fi l t e r l o s s o f5 ． 0 mL ． a n d HT HP fi l t e r l o s s o f 1 9 mL a t 1 5 0℃． Tl 1 e e v a l u a t i o n r e v e a l s that BDV- 2 0 0 S p o s s e s s e s a b e t t e r p e r f o rm an c e tha n o the r s i mi l a r p r o d u c t s ． Ke y wo r d s 2 - Ac r y l a mi d o - 2 - me thy l p r o p ane s u l fon i c a c i d ； V i s c o s i fi e r ； H i gh t e mp e r a t u r e r e s i s t a n t ； S a l t r e s i s t a n t ； S o l i d s - fr e e d r i l l i n g fl u i d 基金项目 中国石油集团公司科技重大专项 “ 高温高密度钻井液与可排放海水基钻井液成套技术研发”部分研究内容 2 0 1 3 E ． 3 8 ． 0 2 。 第一作者简介 刘建军， 1 9 8 8 年生， 硕士， 工程师， 毕业于天津大学化工学院， 现在主要从事钻井液处理剂的研发与应用。 电话 0 2 2 6 6 3 0 7 5 5 8 ； E - m a i l l i u j j 0 2 c n p c ．c o m ． c n 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 钻 井 液与 完 井 液 2 0 1 6年 3月 常规钻井液中的固相颗粒对储层会造成伤害， 继而影响发现油藏及后期开采 ，因此针对储层保护 的无固相钻井液技术正逐渐受到研究者的青睐 [14 1 。 增黏剂作为无固相钻井液体系的关键处理剂之一， 是维系该体系流变性能稳定的重要处理剂。常用的 聚合物增黏剂在高温条件下易降解，以及在含有盐 或有机盐的钻井液中增黏效果大幅度降低等原因， 不利于携带悬浮岩屑 [6 -8 ] o目前中国使用的钻井液 增黏剂多为改性纤维 、改性瓜胶 、黄原胶以及丙烯 酰胺类聚合物等，虽然这些增黏剂在某些方面具有 自己的优势， 但这些增黏剂大都存在抗温性、耐盐 性能不足或增黏效果不明显等问题，在高温井段主 要依靠国外进口增黏剂产品 [9 -1 1] o因此研发一种抗 高温 、耐盐 、增黏效果明显的钻井液增黏剂对无固 相钻井液而言具有十分重要的意义 [ 12 - 14 1 。通过分子 结构设计在聚合物分子链上引入含有特殊官能团的 单体进行 自由基共聚，最终制得综合性能良好的新 型乙烯基单体类共聚物 ，其具有明显 的增黏效果 ， 抗高温 、耐盐 ，是一种钻井液用高效增黏剂。 1 增黏剂 B D V - 2 0 0 S的合成 1 ． 1 增黏剂分子结构设计 由于增黏剂主要是通过分子链上的功能基团对 钻井液作用， 所以从主链结构、 侧链结构、 功能基团、 分子质量等 4 个方面对增黏剂分子进行设计 ①为 了提升分子链的抗温能力，主链采用抗温l生 能更好 的c c单链结构 ； ②出于对抗温、 耐盐和功能基 团的考虑，侧链结构采用 C c 、 c s 和 c N等 结构； ③由于功能基团需要具有吸附、 增黏、 强水化、 抗温和耐盐等作用， 则功能基团选用酰胺基、 羟基、 羧基和磺酸基等基团中的一种或几种 ； ④分子量控 制在 2 0 0 万左右，分子量过小则分子链短，形成的 三维网络结构不强，增黏作用不足，分子量过大则 增黏剂用量与性能之间的关系敏感性增强，不利于 钻井液性能的稳定，且很可能发生絮凝。 基于以上原则 ， 通过调研文献和进行大量前期 实验， 选用了2 ． 丙烯酰胺 一 2 一 甲基丙磺酸 A MP S 、 丙烯酰胺 A M 工业纯 和单体 x进行合成。 A MP S 分子结构中具有强阴离子性和亲水性官能团 磺酸基，磺酸基具有良好的水溶性，而且其电荷密 度大，水化能力强，其特殊的电荷分布结构使得磺 C ． O C ．O 亡 o e o I I i T N ．i t Ni t N ’ H N ’ H I I H aC -- -- C H 3 H 3c 一 C H 3 H 2 亡 K l ‘ T S O3 H S’ O H 2 B ， ．- 2 0 0 S分子结构表征及 作用机理 2 ． 1 分子结构表征 利用 V E C T OR 2 2型傅里叶变换红外光谱仪对 B DV - 2 0 0 S进行分子结构表征 ，见图 1 。 ／ c m 图 1 增黏剂 B D V - 2 0 0 S的红外光谱图 如 图 1 所示，波长 3 4 3 9 c m - 处为 A MP S中 N ．一H的伸缩振动吸收峰 ； 波长 2 9 2 8 c m - 处为羧 基 中 C _ H的伸缩振动吸收峰 ； 波长 1 6 7 4 c m- 和 1 4 5 2 c m - 处的峰值分别为 A MP S 和 A M上 的酰 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第3 3 卷 第 2 期 刘建军等抗高温耐盐增黏剂及其无固相钻井液体系研究 7 胺基中 C O和 C N的伸缩振动吸收峰 ； 波长 1 1 9 2 c m 处为单体x中0 _H的弯曲振动吸收峰； 波长 1 0 4 2 c m- 处为A MP S中磺酸基的 S O伸缩 振动吸收峰。上述数据表明，该聚合物为 A MP S 、 A M及单体 x的共聚物， 且 图中在波长 1 6 6 7 ～ 1 6 4 0 c m - 范围内未出现 C C特征峰，表明合成 聚合物中没有含 C C的小分子单体存在，单体反 应完全。所以，由该红外光谱图可知，所得聚合物 为 目标产物。 2 ． 2 分子量测定 采用 T DA ma x 3 0 5型 的马尔文 多检测 器 、凝 胶渗透色谱仪、G P C分析仪对增黏剂 B D V - 2 0 0 S 的数均分子量、重均分子量及其分子量分布进行 测试。测试时以硝酸钠溶液为流动相 ，流速为 0 ． 5 m L ／ min ，测试温度为 3 0℃。测得 B D V - 2 0 0 S的数 均分子量 为 1 ．5 2 7 1 0 。 ，重均分子量 Mw 为 1 ． 9 0 4 1 0 ，分布指数 MJ M,, 为 1 ．2 4 7 。增黏 剂 B D V - 2 0 0 S的分子量分布曲线见图 2 。 1 4 0 曼 1 2 o 窭 1o 0 如 8 O 蓁 6 0 4 0 2 0 々 0 滞留体积／ m L 图2 增黏剂 B D V - 2 0 0 S的分子量分布曲线 如 图 2所示 ，B DV - 2 0 0 S分子量分布集 中，接 近均一分子量聚合物，因此产物性能也相对均一稳 定，分布指数为 1 ．2 4 7 也可说明这一点。这是由于 在 B DV - 2 0 0 S的合成过程中加入 了适量 的分子量调 节剂及交联剂等助剂 ， 使得整个反应过程温和可控， 故而所得产物性能均一稳定，且分子量保持在一个 较高的水平。B D V - 2 0 0 S 分子量较高， 接近 2 0 0 万， 其增黏作用主要通过其分子链的长度、结构及链上 的酰胺基及羧基等吸附基团来实现。 2 ． 3 热失重性能分析 采用 T G A ． Q 5 0 0型热失重分析仪对 B D V - 2 0 0 S 进行耐热性能测试，结果如图3 所示，B D V - 2 0 0 S 从 3 4 5 o C 开始失 重剧烈 ，至 4 7 5 o C区间共失重约 4 0 ％。该增黏剂中含有亲水基团酰胺基及磺酸基 ， 产物极易吸潮 ，因此在室温 ～ 1 0 0 o C时失重是由于 试样吸潮后在加热条件下的水分挥发 ； 在 1 0 0 ～ 3 4 5 oC 时失重主要是羧基的热分解 ； 在 3 4 5 ～3 8 3 o C 时失重主要是磺酸基的热分解 ； 在 3 8 3 ～4 7 5 o C 时 失重主要是主链 的热分解 。 槲 跚 删 蟋 ℃ 图 3 增黏剂 B DV - 2 0 0 S的热失重分析 由图3 热重分析图谱可知， B D V - 2 0 0 S 耐高温 性能良好，其主要原因是在 B D V - 2 0 0 S的分子中 采用了耐高温的c c主链结构，还选用了A MP S 这样带有抗温能力好的磺酸根基团的单体。 2 ． 4 机理分析 B D V - 2 0 0 S 是一种分子链很长的水溶性高分子 聚合物，在无黏土颗粒的钻井液中，其增黏作用 主要是通过长链分子链之间的缠结和分子链上吸附 基团间的相互作用使得分子链在水相中形成一种三 维网状结构 ，增强 了钻井液的内部结构强度 ，宏观 上表现为黏度增加 ； 在有黏土颗粒 的钻井液 中，聚 合物分子链上的吸附基团还会吸附在黏土颗粒的表 面，通过架桥连接作用形成聚合物分子链及黏土颗 粒形成稳定的三维连续网状结构，同时还伴有水相 中增黏剂分子链之间的缠结及吸附作用 ，二者共同 作用组成了强度 和黏度更大的三维 网状结构 。 3 BDV - 2 0 0 S的性能评价 3 ． 1 热稳定性 3 ． 1 ． 1 高温高压流变性能 取 3 0 mL一定浓度的增黏剂溶液，用 P V S型 B r o o k fi e l d 高温高压流变仪进行流变性能测试。测 试条件为 在转速为 1 5 0 r ／ m in时由室温逐步升温 至 1 4 0 oC 。增黏剂 B D V - 2 0 0 S 与 V I S 的高温高压流 变曲线见图 4 。如图 4所示 ，升温前 0 ． 7 ％VI S溶液 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第3 3卷 第2期 刘建军等抗高温耐盐增黏剂及其无固相钻井液体系研究 9 由图 8 可看出，H E 3 0 0经过 1 8 0 o C 老化后虽 未变成褐色，但出罐黏度低，不利于重晶石悬浮， 亦造成底部大量重晶石沉淀。图9中B D V - 2 0 0 S出 罐后静置未出现由于聚合物降解而导致的溶液明显 变色，且除底部有少量重晶石沉淀外，整个溶液呈 稳定的乳白色， 说明此时B D V - 2 0 0 S 依然具有一定 的悬浮能力 。所以 ，B DV - 2 0 0 S可在 1 8 0℃老化之 后仍然具有一定的悬浮能力。 ■■ 图 9 增黏剂 B D V - 2 0 0 S在 1 8 0 o C 老化 1 6h 前 左 、 后 右 的悬浮实验 3 ． 1 ． 4 高温井底循环模拟实验 室温下分别配制 4 0 0 mL的 0 ．7 ％VI S 、 1 ％8 0 A5 1 、 1 ％ H E 3 0 0以及 1 ％ B D V - 2 0 0 S水溶液，然 后放人 X G R L 一 4 A型高温滚子炉中，从室温升高至 1 8 0 o C 约 1 ． 5 h 后恒温 1 ． 5 h ，然后再冷却至室温 时 间约 1 ． 5 h ，作为一个循环周。每个循环结束后 用 Z N N ． D 6 型六速旋转黏度计分别测量其表观黏 度，并计算表观黏度保留率。图 1 0 为4种增黏剂 在 1 8 0℃下模拟井下循环的表观黏度保留率曲线。 2 o 0 1 6 0 p 1 2 0 8 O 4 0 0 一 V琚一 髓 3 0 0 t ／ h 图 1 0 增黏剂 1 8 0℃下井下温度模拟循环实验图 槲 圈 褥 如图 1 0 所示，4 种增黏剂的黏度保留率随着 模拟循环周的增加而不同程度地下降，在经过 2 个 模拟循环周之后， V I S和 8 0 A 5 1 的表观黏度保留率 均大幅下降至 1 0 ％左右，而此时 H E 3 0 0 和 B D V - 2 0 0 S 则分别保持在 5 0 ％和 9 0 ％以上 ； 在经过第 4 次模 拟循环之后 ，VI S和 8 0 A5 1的黏度 已接近 0 ， H E 3 0 0 也 已降低至 2 0 ％左右，而此时 B D V - 2 0 0 S 依然保留有 5 0 ％ 以上的黏度。所以抗高温增黏剂 B D V - 2 0 0 S 不但可以提升钻井液的流变性能，并能 凭借其优异的抗温能力对钻井液流变性能进行有效 地维持， 如此便可降低钻井液中增黏剂的维护用量， 节约钻井成本 。 3 ． 2 抗盐性能 取 4 0 0 m L的 1 ． 0 ％B D V - 2 0 0 S溶液， 逐渐加入 一 定量 的 Na C 1 ，并 同时用 Z NN． D6型六速旋转黏 度计测量其在不同盐含量下的表观黏度，并计算表 观黏度保留率 ； 取不同浓度的B D V - 2 0 0 S 水溶液， 均加入 N a C 1 至饱和，分别测量其表观黏度 ，见图 1 l 和图 1 2 。 褂 跚 嘏 Na Cl ／ ％ 图 1 1 B D V - 2 0 0 S溶液黏度与 Na C 1 浓度的关系曲线 如图 1 1 所示，由于盐对 B D V - 2 0 0 S 分子链的 封端作用，抑制了高分子链在水中的分散溶解，初 期溶液黏度下降较快，但由于B D V - 2 0 0 S 分子链中 带有抗盐基团磺酸根基团，所以随着盐含量增加至 1 0 ％以上，曲线趋于稳定，最终增黏剂在盐水中 保持 2 5 ％的黏度保留率。 6 0 确 智 4 o 桶 鼷2 O O 1 ． 0 1 ． 5 2 ． O BDV． 20 0 S 图 1 2 在饱和盐水中B D V - 2 0 0 S溶液 的黏度与其加量关系曲线 如图 l 2 所示 ，B DV - 2 0 0 S在饱和盐水 中 1 8 0 C 老化前后均具有一定的黏度， 且随掺量增加而增加， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 O 钻 井 液 与 完 井 液 2 0 1 6 年 3月 关系曲线近似于直线，所以B D V - 2 0 0 S 可对盐水溶 液有效增黏且在盐溶液中的黏度与掺量有直线相关 性。所以，B D V - 2 0 0 S 是一种具有抗盐性能的高温 增黏剂，在含盐的钻井液中具有良好的应用前景。 4 B DV _ 2 0 0 S在钻井液中的性能评价 4 ． 1 中高温无固相钻井液 实验测试了B D V - 2 0 0 S 和生物聚合物V I S 在高 温无 固相钻井液 1 配方 中的性能 ， 结果见表 1 ， 钻井液配方如下 。 1 清 水 3 ％ N A C 1 5 ％有 机 盐 2 ％淀 粉 0 ．3 ％降滤失剂 B D F ． 1 0 0 S 2 ． 0 ％页岩抑制剂聚合醇 B DS C 一 3 0 0 L 5 ％C a C O 增黏剂 ，密度为 1 ． 1 2 g ／ c m3 表 1 加有不同增黏剂的中高温无固相钻井液的性能 C a C O。 有机盐加重剂 增黏剂 ， 密度为 1 ． 2 0 e C c m 表 2 加有不同增黏剂的高温无固相钻井液的性能 增 黏 剂嚣 1 ． 5 ％B DV - 老化前 4 0 ． 0 2 8 1 2 ． 0 0 ． 4 3 4 ． 0 2 0 0 S 1 8 0 o C 3 3 ．0 2 6 7 ． 0 0 ． 2 7 5 ． 0 1 9 ． 0 1 ． 5 ％ 老化前5 2 ． 5 3 5 1 7 ． 5 0 ． 5 0 6 ． 0 8 0 A5 1 1 8 0℃1 6 ．5 1 4 2 ． 5 O ． 1 8 1 9 ． 5 7 3 ． 0 1 ． 5 ％ 老化前5 1 ． 5 3 1 2 0 ． 5 0 ． 6 6 6 ． 4 HE 3 0 0 1 8 0℃31 ．0 2 2 9 ． 0 0 ． 4 1 8 ． 7 4 6 ．0 注 凡 在 1 5 0℃测定。 2抑制性。如表 3所示 ，高温无 固相钻井 液 对 3口 井岩屑的回收率均较高， 且线性膨胀率很低 ， 表明该钻井液具有 良好的抑制性能 。 增黏剂 mP a．AF ／ m Pa PF ／ ．s P Y P ／ P 表 3 现场储层井段岩屑回收率及线性膨胀率评价结果 注 凡 T H 测试温度为该钻井液的老化温度。 如表 1 所示 ， 将钻井液中的0 ．6 ％V I S 替换成 1 ％ B D V - 2 0 0 S后 ，该钻井液在 1 2 0℃老化后流变性能 变化很小，并且高温高压滤失量也明显低于前者 ； 将 V I S 替换成 B D V - 2 0 0 S 后的性能优势在 1 5 0 oC 老 化后的流变及滤失量性能对 比中更能体现 ，这是由 于 B D V - 2 0 0 S 不但具有耐温抗盐的磺酸根基团、增 黏的酰胺基 团，还有一定 的降滤失基团。 4 ． 2 高温无固相钻井液 1 流变及滤失性能测试。表 2 为增黏剂 B D V - 2 0 0 S和 8 0 A 5 1 、H E 3 0 0 在高温无 固相钻井液 2 配方 中的流变性能测试结果。如表 2 所示，加入 增黏剂 B D V - 2 0 0 S的钻井液具有更高的流变性能保 持率，常温中压滤失量和高温高压滤失量均较低， 抗温能力可达 1 8 0℃， 所以B D V - 2 0 0 S的性能更优。 2 清水 3 ％ N a C l 0 ．5 ％抗高温降滤失剂 B D F ． 1 0 0 S 3 ％S P NH 3 ％ 仿 沥 青 2 ． 0 ％B DS C 一 3 0 0 L 5 ％ 岩屑来源 回收率 ／ ％ 线性膨胀率 ／ ％ 3 润滑性。采用美 国O F I 极压润滑仪测试 1 8 0℃热滚后的高温无固相钻井液的润滑系数仅为 0 ． 0 8 7 ，相对于清水的润滑系数 0 ． 3 4而言 ，润滑 系数降低率为 7 4 ． 4 ％，表明该钻井液在高温下仍然 具有良好的润滑性，能够降低摩阻，提高钻速。 4 储层保护性能。结合储层段地层水资料， 采用无 固相钻井液对滨海 6 、7 井 的岩心进行模拟 损害，室内评价实验结果见表 4 。由表 4可知 ，该 高温无固相钻井液的渗透率恢复值大于 9 0 ％，初 始压差、高温高压动态滤失量 、损害后突破压力均 低，说明对储层污染深度低，对储层伤害小，能够 很好地对储层进行保护。 表 4 高温无固相钻井液储层保护性能评价结果 井号 。 。 。 滨海6 1 5 ． 1 6 0 ． 2 3 6 0 ． 2 5 6 4 ． 0 3 3 ． 7 2 7 ． 2 1 ． 8 7 9 2 ． 1 9 滨海7 4 5 ． 3 7 0 ． 3 7 5 0 ． 4 1 6 1 5 ． 2 5 1 3 ． 7 3 1 1 ． 9 1 ． 5 2 9 0 ． 0 5 注 D为渗透率恢复率。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 3卷 第 2期 刘建军等 抗高温耐盐增黏剂及其无固相钻井液体 系研究 l l 5 结论 1 ． 选用 A MP S 、A M 和单体 x进行共聚反应 合成了增黏剂 B D V - 2 0 0 S ，经红外、G P C和 T G等 测试手段，证实该共聚物是由上述 3 种单体共聚而 成，分子量接近2 0 0 万，且分布集中，聚合物本体 耐温性 良好。 2 ． 通过测试 B D V - 2 0 0 S 与其他增黏剂的高温高 压流变性、 热滚老化黏度保留率、 老化后悬浮实验、 井下循环模拟实验和抗盐性等性能，证实 B D V - 2 0 0 S 具有一定的性能优势，即清水中经 1 8 0℃热 滚 1 6 h 后黏度保留率在 4 5 ％以上，老化后依然具 有一定的悬浮能力，经 4 个 1 8 0 ℃井下模拟循环周 之后依然保留 5 0 ％以上黏度，说明 B D V - 2 0 0 S 具 有良好的抗高温能力，且温度在 1 8 0 以上的抗盐 性能较好 ，在盐水中可有效增黏。 3 ． 通过测试 B DV - 2 0 0 S在钻井液 中的性能 ，证 实 B D V - 2 0 0 S 在中、高温无固相钻井液及高温无固 相钻井液中均应用良好，可适用于盐水、有机盐等 低固相、无固相高温钻完井液，能提高并维持钻井 液的黏度和切力，降低滤失量，对于大斜度井、大 位移井、水平井井眼清洁具有良好的应用效果。 [ 2 】 [ 3 】 [ 4 ] 参 考 文 献 王中华 ． 超高温钻井液体系研究 I ． 抗高温钻井液 处理剂设计思路 【 J ] ． 石油钻探技术 ， 2 0 0 9 ， 3 7 3 1 - 6 ． W ANG Zh o n g h u a ．S t u d i e s o n u l t r a - h i g h t e mp e r a t u r e d r i l l i n g fl u i d s y s t e mI d e s i g n u l t r a - h i g h t e m p e r a t u r e d r i l l i n g fl u i d a d d i t i v e s [ J ] ． P e t r o l e u m Dr i l l i n g T e c h n i q u e s ， 2 0 0 9 ，3 7 3 1 - 6 ． 谢彬强，邱正松 ． 无固相钻井液超高温增黏剂 S DKP 的结 构、性能及应用 [ J ] ． 油 田化学 ， 2 0 1 4 ，3 1 4 4 8 1 ． 4 8 7 ． X I E B i n q i a n g ，Q I U Z h e n g s o n g ． S t u c t u r e ， p r o p e y a n d a p p l i c a t i o n o f u l t r a - h i g h t e mp e r a t u r e v i s c o s i fi e r S DKP f o r s o l i d - f r e e d r i l l i n g fl u i d [ J ] ． Oi lfie l d C h e m i s t r y， 2 0 1 4 ，3 1 4 4 8 1 - 4 8 6 ． 刘卫红，许明标 ． 一种用作钻井液增黏剂的反相微乳 液的性能研究 [ J ] ． 油田化学，2 0 1 3 ， 3 3 2 7 3 3 0 ． L I U W e i h o n g，XU M i n g b i a o ． P r o p e r t i e s o f a n i n v e r s e mi c r o e mu l s i o n u s e d a s v i s c o s i fi e r o f d r i l l i n g fl u i d s [ J ] ． O i lf e i l d C h e mis t ry， 2 0 1 3 ， 3 3 2 7 - 3 3 0 ． 张洁， 孙金生， 杨枝 ， 等 ． 抗高温无固相钻井液研究 [ J 】 ． 石油钻采工艺，2 0 1 1 ，3 3 4 4 5 ． 4 7 ． Z HANG J i e ，S UN J i n s h e n g ， YANG Z hi ，e t a 1 ． A s o l i d fre e d r i l l i n g fl u i d wi t h h i g h t e mp e r a t u r e r e s i s t a n c e [ J ] ． Oi l Dr i l l i n g＆P r o d u c t i o n T e c h n o l o g y， 2 0 1 1 ，3 3 4 4 5 ． 4 7 ． [ 5 】 米远祝 ， 罗跃， 黄志强 ． 油基钻井液增黏剂的合成及室 内评价 [ J ] ． 钻井液与完井液 ，2 0 1 4 ，3 1 1 4 ． 7 ． M I Yu a n z h u，L UO Yu e，HUANG Z h i q i a n g ． S y n t h e s i s a n d l a b o r a t o r y e v a l u a t i o n o f v i s c o s i fle r f o r o i l - b a s e d d r i l l i n g fl u i d s [ J ] ． Dr i l l i n g Fl u i d＆ C o m pl e t i o n F l u i d ． 2 0 1 4 ，3 1 1 4 ． 7 ． [ 6 】 谢彬强 ， 邱正松 ． 基于新型增黏剂的低密度无固相抗高 温钻井液体系 [ J 】 ． 钻井液与完井液， 2 0 1 5 ， 3 2 1 1 - 6 ． XI E B i n q i a n g ，QI U Z h e