一种新型抗高温降滤失剂的研究和应用

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20000 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.