水溶性聚合物泥浆降失水剂
海水型聚合物降失水剂的研制
海水型聚合物降失水剂的研制【摘要】利用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、N，N-二甲基丙烯酰胺（DMAM）、不饱和羧酸等制备了一种低分子量聚合物降失水剂G83L，将其分子量较高的降失水剂G80L进行了对比，实验发现：合成的G83L更适合于海水水泥浆体系，可避免海水引起的水泥浆增稠现象，且控失水能力良好，对稠化时间影响可控。
【关键词】AMPS；DMAM；降失水剂；海水水泥浆；固井随着固井工程的发展及特殊井、超深井的开发应用，对固井水泥浆的失水性能提出了更高的要求[1]。
其中AMPS共聚物类降失水剂由于具有良好的抗温性能、降失水性能及抗盐性能，得到了很好的推广和应用，对其进行的研究也很多[2～4]。
但是，研究与应用主要集中在淡水水泥浆体系及盐水水泥浆体系，符合大多数陆地固井水泥浆的需求。
但是，由于海洋固井过程中的特殊性，为节约成本，往往期望降失水剂具有良好的海水配浆性能，使用淡水型的G80L制备的海水水泥浆，在实验过程中，出现了搅拌过程中增稠，静置后无法流动的现象，通过对单体比例、反应条件等进行比较，研制出一种适合海水应用的降失水剂，并对其进行了评价。
1 实验部分1.1 试剂与仪器1）试剂：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）；N，N-二甲基丙烯酰胺（DMAM）；不饱和羧酸；去离子水；过硫酸铵；分子量抑制剂。
2）仪器：凝胶色谱仪；千德勒8040D10增压稠化仪；千德勒3500LS旋转粘度计；沈航OWC-9710型高温高压失水仪；沈航OWC-118D循环水强度养护箱；YJ-2001型匀加荷压力试验机等。
1.2 合成方法分别按比例称取一定量的不饱和酸、AMPS、DMAM单体及分子量抑制剂，配制成水溶液，加入到三口烧瓶中，加入NaOH调节PH至6，搅拌升温至50℃，通入氮气除氧，20min后停止通入氮气并加入一定量的过硫酸铵作为引发剂，并反应约1h后，冷却至室温，最终得到共聚产物，命名为G83L。
泥浆材料及处理剂大全
【中文名称】磺化酚醛树脂SMP；泥浆处理剂SMP
【英文名称】sulfonated phenolic resin SMP
【性状】
玫瑰红透明粘稠液体。
【溶解情况】
可溶于10微升/升盐水。
水不溶物<3%。
水含量<7%。
【用途】
是水溶性树脂，能耐高温、降失水，同时有防塌、控制粘度的作用，抗盐性能也好。
用作油田钻井泥浆的降失水剂。
【制备或来源】
由苯酚、甲醛与亚硫酸氢钠进行缩合和磺化，再与水进行树脂化和络合反应制得。
【其他】
粘度（80℃，涂-4杯）〉80秒，固体含量〉45%，pH值10。
钻井液处理剂大全
1、造浆材料
2、加重剂
3、降失水剂
4、增粘剂
5、页岩抑制剂
6、降粘剂
7、絮凝剂
8、润滑剂
9、抗高温剂10、堵漏剂
11、杀菌剂12、消泡剂13、解卡剂14、缓蚀剂15、其它
一、造浆材料
二、加重剂
三、降滤失剂
四、增粘剂
五、页岩抑制剂
六、降粘剂
牡丹江华新化工事业公司
八、润滑剂
十一、杀菌剂
十二、消泡剂
十三、解卡剂
十四、缓蚀剂
十五、其它。
降失水剂作用机理
(1)高聚物增加水泥浆粘度降失水剂多是天然高聚物改性或人工合成高聚物。
随它们在水泥浆中量的增加，浆液粘度增加，而降失水的作用更为明显。
于是人们曾经普遍认为，水泥浆粘度对控制失水起主要作用。
研究表明，粘度并不能有效地降低滤失，而且增粘会引起流动性能变差，泵压增大，排量减小，不利于紊流注水泥。
在高温深井注水泥时，有可能大分子主链未断开而侧链的取代基已经断键，致使聚合物降失水作用变差。
可以认为，在低温条件下，适当地增加水泥浆粘度有利于降低失水。
(2)聚合物结构与失水的关系作为降失水剂的大分子聚合物通常带有阴离子基团如—C00-和—SO3-或带有孤对电子的原子如氧、氮、硫原子。
它们能通过静电吸引或氢键吸附在水泥颗粒之上，尤其在水化初期。
而另一部分活性基团则能与水形成溶剂化层，从而使水分子同水泥微粒一道得以分散。
一种性能优良的聚合物降失水剂大分子链上应有足够数量的强水化性基团，以增加吸附水层厚度，减少结构内圈闭的自由水分子的数目，使水分子运动阻力增大，水泥浆滤失量降低。
另一方面，大分子链上还应有一定量的能强烈吸附在水泥粒子表面的基团，以产生牢固的液一固吸附。
大分子若不在水泥颗粒上吸附或吸附不牢固，就不能参与组成水泥浆网架结构，只能对溶液起增粘作用，因而水泥浆滤失量较大。
降失水剂吸附基的数量和吸附基在固体表面吸附的牢固程度是影响大分子链在水泥颗粒上的吸附稳定性的两个重要因素。
大分子降失水剂在水泥颗粒表面的吸附作用包括分子间力、氢键、静电力和化学键力。
由化学键力所决定的化学吸附比静电力、氢键力和分子间力更牢固。
当外加剂分子中有两个以上极性基并且这些极性基有络合能力时，则该外加剂的亲固力增强。
降失水剂与水泥微粒形成的网架结构是减小瞬时失水和形成致密滤饼的重要因素。
(3)降失水剂改善泥饼性能流体通过滤饼的流动速度主要受下列因素控制：①滤饼中水泥颗粒的形状和尺寸；②流体的粘度；③水泥颗粒和流动介质各组分所带电荷。
选择适当细度的水泥，调整颗粒级配，加入带有一定量负电荷的降失水剂都能提高滤饼的致密性，增大液体通过滤饼的阻力，可以降低滤失量。
高温水泥浆降失水剂DRF-120L的制备及评价
高 泪 水 浆 降 失 水 剂 ＤＲＦ １ 同 ｎＪ泥 Ｉ ／ ｎ ＼ ． ０ ２ Ｌ的 制 备及 评 价
于 金 刘 琼 刘丽 靳建 袁 平 齐 忠 永 硕 雯 洲 进 奉
（． １ 中国石油集 团钻 井工程技术研 究院， 北京 １０ ９ ； ． ０ １ ５ ２ 中国石油浙￣ ￣ 田公 司， ，杭 州 ３ ０ ２ ） ２ ｒ － 浙２ ｒ － １０ ３
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聚合物化学泥浆
聚合物化学泥浆聚合物化学泥浆是一种特殊的泥浆，它在油井钻探中起着重要的作用。
本文将介绍聚合物化学泥浆的定义、组成、性能以及应用领域。
聚合物化学泥浆是一种由聚合物作为主要添加剂的泥浆，它的主要成分是水、聚合物和其他辅助添加剂。
聚合物是由许多单体分子通过化学反应聚合而成的高分子化合物，它具有良好的黏度和流变性能，能够有效地控制井壁稳定、减少钻井事故的发生。
聚合物化学泥浆的组成主要包括聚合物、胶体、润滑剂、增稠剂和稳定剂等。
其中，聚合物是聚合物化学泥浆的主要成分，它可以起到增稠、减水和增强黏度的作用，提高泥浆的携带能力和减少泥浆与井壁之间的摩擦。
胶体是一种粒子直径小于1微米的固体颗粒，能够吸附在井壁上形成一层薄膜，防止泥浆滤失和井壁塌陷。
润滑剂能够降低泥浆与井壁之间的摩擦，减少钻井过程中的摩擦阻力。
增稠剂能够增加泥浆的黏度，提高泥浆的携带能力。
稳定剂能够增加泥浆的稳定性，防止泥浆与井壁之间的分离。
聚合物化学泥浆具有很多优点。
首先，它具有较高的黏度和流变性能，能够有效地控制井壁稳定，减少钻井事故的发生。
其次，聚合物化学泥浆具有良好的携带能力，能够有效地将钻屑从井底带到地面，减少井内钻屑的堆积。
此外，聚合物化学泥浆还具有较低的滤失率和较好的钻井润滑性能，能够减少钻井液的损失和井壁的损伤。
聚合物化学泥浆在油井钻探中有广泛的应用。
首先，它可以用于井壁稳定，防止井壁的塌陷和井壁的侵蚀。
其次，聚合物化学泥浆可以用于减少钻井事故的发生，提高钻井的安全性和效率。
此外，聚合物化学泥浆还可以用于控制井底温度，减少井底的温度升高和井壁的塌陷。
最后，聚合物化学泥浆还可以用于控制井底水压，防止井底的水涌和井壁的冲刷。
聚合物化学泥浆是一种特殊的泥浆，它在油井钻探中起着重要的作用。
它具有较高的黏度和流变性能，能够有效地控制井壁稳定，减少钻井事故的发生。
聚合物化学泥浆在井壁稳定、钻井事故防治、井底温度控制和井底水压控制等方面具有广泛的应用。
钻井液中的化学剂
钻井液中的化学剂在钻井液（一般称作钻井泥浆）中常加入各种添加剂以改善泥浆的性能。
一般地说，井越深，地层温度越高，为使泥浆达到施工要求就要加入更多的添加剂。
这些添加剂分为以下几类：1、加重剂使用加重剂是用以调节泥浆密度和井筒液柱施加于地层的流体静压力，防止井喷，保持平衡钻井。
baso4是常用的加重剂。
其他还有赤铁矿、菱铁矿、硫化铝等。
此外，还有的向水基泥浆中加入nacl、cacl2、nabr、cabr2、znbr2或者是它们的混合体系作为加重剂。
此类盐溶液有一定的腐蚀性，需加入防腐剂硫氢酸盐。
2、降失水剂在泥浆中重新加入液态微粒或聚合物，可以减少钻井液向地层滤失。
液态微粒材料存有膨润土、粘土、煤碱剂、树脂、沥青、级包好的硼酸钙、硼酸钠和云母等。
可溶性的聚合物再降脱水剂存有：cmc、高相对分子量hec、cmhec（水溶性线性高分子）、乙烯基单体的二元或三元共聚物如二丙烯酰胺，二甲基丙烯磺酸-n，n二甲基丙烯酰胺-丙烯酸（钠盐）三元共聚物。
hec就是最常用的降脱水剂。
除此之外一般会用泡沫再降脱水的方法。
常将泡沫钻井液用作浅表地层钻井。
所有的泡沫添加剂存有c14h11a-烯烃磺酸盐和乙氧基乙醇磺酸盐。
对于盐水泥浆常使用消泡剂如磷酸三丁酯，低相对分子量脂肪族醚、乙炔乙二醇、硬脂酸铝、kcl、硅油、烷基芳基磺酸纳等。
3、堵漏剂钻遇Ts层时，必须重新加入防腐剂。
常用的防腐剂材料存有：速凝水泥浆或硅酸钠凝胶，当情况严重时需用赛璐珞屑，打碎的胡桃壳，松木纤维，级分体式的caco3和nacl 等微粒材料。
4、减粘剂增粘剂同时亦可作为流变性改进剂。
常用材料为粘土、聚合物材料，例如共聚丙烯酰胺，聚丙烯酸脂等。
5、稀释剂和稳定剂稀释剂用于防止粘土过度絮凝，维持泥浆在井下条件下的流变性能。
常用的有木质素磺酸盐，四磷酸钠和制备聚合物例如苯乙烯磺酸盐与马来酸酐共聚物，阴离子共聚丙烯酰胺，聚氧乙烯等。
稳定剂：除上述物质外，还有二乙基二硫代氧甲酸纳，可以用来稳定聚多糖溶液如xanchan胶等。
抗高温水泥浆降失水剂(YJS—L)的合成和评价
文章 编 号 ： Ｏ ｌ５ ２ （ ０ ８ ０ —０ ４ ０ ｌ Ｏ 一 ６ ０ ２ ０ ） ５０ ５ — ３
抗 高温 水 泥 浆 降失水 剂 （ Ｌ） ＹＪ — 的合成 和 评 价 Ｓ
熊军林 武世 新
（ 安职业技术学院 ， 西延安） 延 陕
摘 要 目前 固井作 业 常用 的高 温 降失 水 剂 均 存 在 不 同 程 度 的缺 陷 ， 因此 采 用 水 溶 液 聚 合 法 ， 刚 性 单 体 （ 、 以 Ｙ） 磺 酸 盐 单 体 （） 羧 酸 类 单 体 （ ） 主 要原 料 ， 成 了一 种 新 型 抗 高 温 降 失 水 剂 （ Ｊ － ） 对 其 降 失 水 性 能 进 行 了 Ｊ和 ｓ为 合 Ｙ ＳＬ 。 评 价 ， 步讨 论 了其 降失 水 机 理 。 结果 表 明 ， 有 Ｙ ＳＬ 的水 泥 浆 在 １０ ℃ 温 度 下 仍 具 有 良好 的流 变 性 和 沉 降 稳 初 加 Ｊ－ ８
定 性 且 析 水 量低 ． 且 Ｙ Ｌ对 水 泥 石 抗压 强度 无不 良影 响 。 而 Ｊ 关键 词 固 井 水 泥 浆 添 加 剂 降 失 水 剂 高 温 合 成
中 图分 类 号 ： ２ ６ ６ ＴＥ ５ ． 文 献标 识 码 ： Ａ
目前 中国 固井 作业 中常用 的高温 降失水 剂均存 在不 同程度 的缺 陷 ， 如使 水 泥 浆 增稠 、 流动 性 变差 ； 影 响水泥浆 的稠 化 时间 ， 在 高温 下 出 现水 解 超 缓 或 凝现 象 ； 高温下 降失水 性能变 差等 ， 在 急需合 成 出新 型 的抗 高温 降失水 剂 。通 过对文 献资料 的分 析和 室 内实验 探索 ， 最终选 用刚性 单体 Ｙ、 酸盐单 体 Ｊ和 磺
学试 剂 厂） 氢 氧化钠 、 、 氧化 钙 、 机盐 、 无 引发剂 、 早强
降失水剂类型及制造原理
降失水剂类型及制造原理良好的降失水剂应符合以下条件：1)对水泥浆的流动性，抗压强度，凝结时间无不良影响；2)能适应不同类型和密度的水泥浆；3)使用方便，成本低(因降失水剂加量较大)。
(1)微粒材料最初用作降滤失的外加剂是膨润土，膨润土以其微小的颗粒进入滤饼并嵌入水泥颗粒之间使滤饼结构致密，降低泥饼的渗透率，从而减少水泥浆的失水。
例如5%~8%的优质粘土就可以使水泥降失水降低到300~400ml/30min。
属于这类材料的还有沥青、CaCO3粉末、微硅、石英粉、火山灰、飞尘、硅藻土、硫酸钡细粉、滑石粉、热塑性树脂等，均可用作降失水剂。
此外，胶乳水泥也有非常好的降滤失性能。
胶乳是乳液聚合物，是由粒径200~500μm的微小聚合物粒子在乳液中形成的悬浮体系。
大多数胶乳体系含有50%(质量分数)左右的固相，就像膨润土那样，胶乳粒子可以在水泥滤饼的微隙中形成架桥颗粒和物理堵塞。
油井水泥最常用的胶乳是聚二氯乙烯和聚醋酸乙烯酯体系，但仅限于50℃以下使用。
苯乙烯-二烯及其衍生物的共聚物胶乳体系已经用于176℃条件下固井作业。
胶乳体系除具有良好的降滤失性能外，还可改善水泥石性能，增强抗震抗腐蚀能力等。
其加量为1%~5%左右。
(2)纤维素衍生物这类型产品品种较多，常用的有HEC(羟乙基纤维素)、CMC、CMHEC，硫酸纤维素，纤维素黄原酸盐以及纤维素的接枝改性产品。
纤维素来自棉花(含90%)、木材(含50%纤维素，20%~30%木素，其余为半纤维素)、麻、稻草、麦草等。
纤维素是含不同聚合度的大分子混合物，经过提纯，分离之后聚合度有很大下降。
如棉纤维和木材纤维的聚合度达1万左右，经蒸煮分离后，聚合度n降至100~2000。
纤维素大分子每个基本环有三个自由羟基，可以进行氧化、酯化、醚化反应，这样就改变了纤维素的性质。
纤维素作为降失水剂，聚合度n=200~800，取代度(DS)在0.5~2.5之间，使用温度在130℃以下，加量0.1%~0.3%。
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水溶性聚合物泥浆降失水剂
配方用量(g)
乙酸乙烯醋21
丙烯腊4
过硫酸按0.3
十二烷基硫酸钠1
水80
氢氧化钠、盐酸、乙醇等液适量
工艺、性能、用途
将醋酸乙烯酯、丙烯睛、十二烷基硫酸钠和部分水加入反应釜中，加热升温，在搅拌下加入引发剂过硫酸按，控制反应温度和时间，反应结束后得共聚物乳液，用剩余水稀释后，在加热下慢慢加入氢氧化钠溶液，使物料由红色变为黄色，然后用盐酸中和，使
pH 为7 . 5 ，再用乙醇醇析，经分离、洗涤和真空干燥即成。
本品具有耐高温、抗钙、抗盐等优良性能，处理过的泥浆失水量很低，是性能非常优异的降失水剂。