分散聚合法合成页岩抑制剂研究与应用

摘要

水溶液聚合以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,采用四甲基乙二胺(TMEDA)/过硫酸铵氧化还原引发体系,合成聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC),提纯后作为分散聚合原料,然后以阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)、阴离子单体丙烯酸(AA)与丙烯酰胺(AM)共聚,氧化还原引发体系,以硫酸铵溶液为聚合介质,采用分散聚合法合成了两性离子分散聚合物(ACPAM)。考察了PDMC粘均分子量、分散剂含量、硫酸铵含量、初始反应温度、单体配比及聚合反应时间对分散聚合的影响。利用傅里叶变换红外光谱表征了聚合物结构,通过页岩线性膨胀实验和岩屑一次及二次回收率实验评价了分散聚合物的抑制性能,最后进行现场实验验证了产品使用效果。实验结果表明,分散聚合物流动性好、稳定性高、抑制效果优异。现场实验证明,加入分散聚合型页岩抑制剂后井浆坂含一直维持在较低水平,页岩回收率提高11.5%。规模化应用分散聚合型页岩抑制剂能够有效降低现场成本,试验井抑制剂成本较使用乳液型抑制剂邻井平均降低32.7%,较使用粉末型抑制剂邻井平均降低18.3%。