超高温钻井液对泥浆处理剂的要求

如题所述

5.1.1 聚合物抗高温抗盐应具备的条件

从抗高温方面讲,聚合物应具备:①分子链刚性强,分子主链上含有环状结构,最好含苯环,设计梳型结构产品以提高支化程度;②通过不同类型吸附基团的协同作用,保证高温下有足够的吸附量;③吸附基团吸附牢固,高温下吸附能力强;④吸附基团的水解稳定性强,高温下不发生基团变异;⑤吸附基团高温解吸附趋势尽可能低。

就抗盐而言,聚合物应满足:①盐对聚合物在黏土颗粒上的吸附量影响小;②水化基团盐敏性低;③以羟基和胺基为主要吸附基,以磺酸基为主要水化基;④有足量的吸附基团和水化基团。

5.1.2 高温高密度钻井液对处理剂的要求

1)为了降低滤失量而使产品用量增加时对体系的黏度影响小,处理剂相对分子质量应尽可能低。

2)常温下溶解快,黏度效应小,对加重材料有分散作用。

3)高温下具有良好的热稳定性,产品不仅不产生絮凝,且具有解絮凝作用,能够控制钻井液不出现稠化现象,保证钻井液的稳定性;具有良好的控制高温高压滤失量的能力,泥饼薄而韧;吸附能力强,吸附量受温度影响小;不同作用的处理剂间配伍性好,高温下具有协同增效作用,有较强的抑制性。

5.1.3 处理剂的抗盐能力及高温的影响

处理剂的抗盐能力首先是指处理剂在其水溶液中的抗盐能力。即多大盐度能使处理剂从水溶液中发生盐析成为不溶物。若处理剂在钻井液中发生盐析则会失去效能。故处理剂发生盐析浓度愈高则处理剂抗盐能力可能愈高。这可能是因为处理剂的抗盐能力与其所处理的钻井液的抗盐能力紧密相关,但并不是同一问题。处理剂抗盐是钻井液抗盐的必要条件。但由于盐使黏土的心电位下降和水化膜减薄,而盐一般可使处理剂在黏土表面吸附量上升,因此,处理剂吸附量增加必然带来黏土粒子表面ζ电位的上升及水化膜增厚。若后者大于前者,钻井液则可抗盐,若前者大于后者,钻井液则不抗盐。

处理剂抗盐析能力是其钻井液抗盐的先决条件,它取决于处理剂的分子结构,首先是水化基团的种类和比例,水化基团水化能力愈强则抗盐析愈强,一般离子基抗盐析能力大于非离子基,而且水化基团愈多,抗盐析能力愈强。例如磺化度75%的SMP只能抗盐(Cl-)11×104mg/L。而磺化度达100%时能抗盐达到饱和。由于高温使处理剂发生降解,若降解使水化基团脱落,则处理剂的抗盐能力下降。若发生适当的高温交联则可能使某种处理剂的抗盐析能力提高。因此,高温对于处理剂的抗盐能力影响是复杂的,存在着不利和有利两个方面。目前在大多数情况下,以不利因素为主,但其有利方面可给我们利用高温改善钻井液性能提供了可能。

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