为解决高钙污染下水基钻井液的稳定性及滤失性难调控问题,利用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)单体合成了抗高温抗高钙降滤失剂DF-1。最佳合成条件为:AMPS、DMDAAC、AM质量比4.1∶2.9∶3.0,引发剂过硫酸铵加量0.3%,p H值=7,反应温度40℃,反应时间3h。室内评价结果表明,150℃老化16 h及40000 mg/L Ca2+污染下,添加DF-1基浆体系的表观黏度为9 m Pa·s,滤失量为16 m L,而未老化空白基浆的值分别为7.5 m Pa·s和30 m L,基浆体系的流变性和滤失性基本不受影响。采用红外光谱(IR)、TGA热重分析、滤饼扫描电镜(SEM)以及元素能谱(EDS)分析DF-1的微观作用机理。DF-1分子结构中含—CONH2和阳离子胺基,有助于其通过氢键和静电吸附在黏土表面有效吸附。分子链段热稳定性好,在300℃开始分解。Ca2+污染后,添加DF-1前后滤饼中Ca2+的相对含量分别为15.96%和3.77%;DF-1能有效阻止Ca2+在黏土表面离子交换吸附,从而阻止黏土颗粒聚并,有效形成致密滤饼。
在一定的温度和压力条件下,天然气和液态水会在油气开采、试油、储运、加工等过程中形成天然气水合物,若不及时处理,会严重影响正常的生产作业。针对长庆油田在试油过程中地面管道易形成天然气水合物的实际情况,对常见的天然气水合物形成的预测模型进行了优选,选用热力学模型法预测水合物的生成条件,采用ACCESS数据库和Microsoft Visual Studio 2008进行编程,大大缩短了软件的开发周期,提高了软件的性能。使用该预测软件在川庆钻探井下作业公司进行了13口井的现场试验,预测结果和实际情况相比较准确率达到90%以上。以苏东59-C2井为例,演示了操作界面,界面清晰简单,方便操作,说明该软件达到了实际生产中的需要。
针对目前水基钻井液增黏提切剂普遍存在塑性黏度增加幅度大于切力增加幅度的缺点,采用超分子和高分子化学的原理,通过复合引发研发了AM/AMPS/DMDAAC三元共聚物。TEM表明,研发的三元共聚物分子间形成了具有超分子结构的三维网状结构,同时与黏土颗粒之间形成了具有超分子特点的动态可逆有序结构。同时,对产品性能进行了评价。实验结果表明,共聚物具有优异的提切效果。4%淡水基浆的表观黏度从9 m Pa·s提高到30.5 m Pa·s,动塑比从0.5 Pa/m Pa·s提高到1.77 Pa/m Pa·s,耐温150℃,可用于饱和盐水体系。
