粘彈性聚合物水基鉆井液體系研究
發(fā)布時間：2021-07-16 14:55
在大位移井、頁巖氣水平井等復雜結(jié)構井鉆進過程中,常因攜巖困難或泥頁巖水化等原因發(fā)生井下復雜情況,如縮徑、卡鉆等。針對攜巖困難,通常向水基鉆井液體系中添加膨潤土或常規(guī)聚合物增粘提切劑,但是提切效果不佳,一定程度上影響鉆井效率;針對泥頁巖水化引起的井壁失穩(wěn),一般添加包被劑或抑制劑,但是仍未完全滿足要求。為解決上述問題,合成兩種粘彈性聚合物分別作為增粘提切劑和井壁穩(wěn)定劑,并研制了粘彈性聚合物水基鉆井液體系。針對攜巖困難問題,本文研制了一種疏水締合兩性離子聚丙烯酰胺衍生物（ADBA）作為增粘提切劑,通過疏水締合、靜電作用以及氫鍵作用等弱締合作用,該處理劑能夠形成三維網(wǎng)狀結(jié)構。粘彈性聚合物ADBA具有較好的增粘提切性、剪切稀釋性和粘彈性。同時,網(wǎng)狀結(jié)構和引入的磺酸基團提高了ADBA的抗溫性。以ADBA為增粘提切劑的低密度和高密度無土相水基鉆井液在流變性和濾失造壁性方面均好于以聚丙烯酰胺鉀鹽（KPAM）為增粘提切劑的體系。針對泥頁巖水化引起的井壁失穩(wěn)問題,本文研究了一類井壁穩(wěn)定劑（JWD）,即將丙烯酰胺等單體接枝到聚乙烯醇（PVA）上。通過親水基團,JWD可以與泥頁巖形成多點吸附,JWD吸附在泥頁...
【文章來源】：中國石油大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：125 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
技術路線圖
DMDAAC 中形成的五元環(huán)結(jié)構（圖 2.1b）以及疏水單體 BA 中的疏水基團（圖2.1c）能夠形成疏水締合作用。通過氫鍵作用、靜電作用以及疏水締合作用，形成網(wǎng)狀結(jié)構，并且能夠控制聚合物的性質(zhì)，如粘彈性、降濾失性。圖 2.1 增粘提切劑（ADBA）化學結(jié)構式Fig. 2.1 The chemical structure of ADBA.
中國石油大學（北京）博士學位論文液的高溫高壓濾失量（HTHP）。測定方法按照美國石油協(xié)會（API）規(guī)格《GB16783.2-2012 石油天然氣工業(yè) 鉆井液現(xiàn)場測試 第 1 部分 水基鉆井液》規(guī)定。2.2 結(jié)果與分析2.2.1 粘彈性聚合物增粘提切劑的化學結(jié)構表征（1）增粘提切劑 FT-IR 譜圖分析增粘提切劑的 FT-IR 譜圖如圖 2.3 所示。3438cm-1為 N-H 的拉長伸縮振動峰2925cm-1為 CH2的伸縮振動（δ-CH2-伸縮帶）；1652cm-1的 C=O 伸縮振動（δC伸縮帶）；1455cm-1和 1312cm-1分別代表五元環(huán)中的 C-C 和 C-N 的伸縮振動1040cm-1和 1185cm-1為 AMPS 中-SO3-處伸縮振動，1645-1620cm-1處沒有峰值，明不存在 C=C，即單體充分反應。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]丙烯酰胺與聚乙烯醇的固相接枝共聚[J]. 張康,荊蓉,程飛,朱譜新. 紡織學報. 2016(12)
[2]環(huán)保型高效頁巖抑制劑聚賴氨酸的制備與評價[J]. 宣揚,蔣官澄,李穎穎,陳俊斌,歐陽偉,羅陶濤,宋然然. 天然氣工業(yè). 2016(02)
[3]應用于中國頁巖氣水平井的高性能水基鉆井液[J]. 龍大清,樊相生,王昆,范建國,羅人文. 鉆井液與完井液. 2016(01)
[4]聚乙烯醇/丙烯酰胺耐溫耐鹽調(diào)剖劑的合成與表征[J]. 徐黎剛,楊雋,閆霜,姚棋,潘小杰,王芬. 武漢工程大學學報. 2015(05)
[5]中國天然氣對外依存度升至32.2%[J]. 天工. 天然氣工業(yè). 2015(02)
[6]Novel hydrophobic associated polymer based nano-silica composite with core–shell structure for intelligent drilling fluid under ultra-high temperature and ultra-high pressure[J]. Hui Mao,Zhengsong Qiu,Zhonghou Shen,Weian Huang,Hanyi Zhong,Wenhao Dai. Progress in Natural Science:Materials International. 2015(01)
[7]鉀鈣基聚磺混油鉆井液在JHW 003水平井中的應用[J]. 倪紅霞,魏云,彭健,王少根,段明祥,汪世國. 化工管理. 2014(29)
[8]黏彈性聚合物鉆井液技術[J]. 楊倩云,郭保雨,嚴波. 鉆井液與完井液. 2014(03)
[9]仿生固壁鉆井液體系的研究與現(xiàn)場應用[J]. 蔣官澄,宣揚,王金樹,張弘,張振華,彭春耀. 鉆井液與完井液. 2014(03)
[10]基于仿生技術的強固壁型鉆井液體系[J]. 宣揚,蔣官澄,李穎穎,耿浩男,王金樹. 石油勘探與開發(fā). 2013(04)
碩士論文
[1]超分子VES清潔壓裂液性能評價及蘇里格現(xiàn)場應用[D]. 姬思雪.西安石油大學 2016
[2]強抑制水基鉆井液配方研制與性能評價[D]. 鞏加芹.中國石油大學 2011
[3]有機胺鉆井液的研究與應用[D]. 楊龍波.中國石油大學 2010
[4]硅酸鹽鉆井液體系的研究[D]. 王明貴.西南石油學院 2002
本文編號：3287227
【文章來源】：中國石油大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：125 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
技術路線圖
DMDAAC 中形成的五元環(huán)結(jié)構（圖 2.1b）以及疏水單體 BA 中的疏水基團（圖2.1c）能夠形成疏水締合作用。通過氫鍵作用、靜電作用以及疏水締合作用，形成網(wǎng)狀結(jié)構，并且能夠控制聚合物的性質(zhì)，如粘彈性、降濾失性。圖 2.1 增粘提切劑（ADBA）化學結(jié)構式Fig. 2.1 The chemical structure of ADBA.
中國石油大學（北京）博士學位論文液的高溫高壓濾失量（HTHP）。測定方法按照美國石油協(xié)會（API）規(guī)格《GB16783.2-2012 石油天然氣工業(yè) 鉆井液現(xiàn)場測試 第 1 部分 水基鉆井液》規(guī)定。2.2 結(jié)果與分析2.2.1 粘彈性聚合物增粘提切劑的化學結(jié)構表征（1）增粘提切劑 FT-IR 譜圖分析增粘提切劑的 FT-IR 譜圖如圖 2.3 所示。3438cm-1為 N-H 的拉長伸縮振動峰2925cm-1為 CH2的伸縮振動（δ-CH2-伸縮帶）；1652cm-1的 C=O 伸縮振動（δC伸縮帶）；1455cm-1和 1312cm-1分別代表五元環(huán)中的 C-C 和 C-N 的伸縮振動1040cm-1和 1185cm-1為 AMPS 中-SO3-處伸縮振動，1645-1620cm-1處沒有峰值，明不存在 C=C，即單體充分反應。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]丙烯酰胺與聚乙烯醇的固相接枝共聚[J]. 張康,荊蓉,程飛,朱譜新. 紡織學報. 2016(12)
[2]環(huán)保型高效頁巖抑制劑聚賴氨酸的制備與評價[J]. 宣揚,蔣官澄,李穎穎,陳俊斌,歐陽偉,羅陶濤,宋然然. 天然氣工業(yè). 2016(02)
[3]應用于中國頁巖氣水平井的高性能水基鉆井液[J]. 龍大清,樊相生,王昆,范建國,羅人文. 鉆井液與完井液. 2016(01)
[4]聚乙烯醇/丙烯酰胺耐溫耐鹽調(diào)剖劑的合成與表征[J]. 徐黎剛,楊雋,閆霜,姚棋,潘小杰,王芬. 武漢工程大學學報. 2015(05)
[5]中國天然氣對外依存度升至32.2%[J]. 天工. 天然氣工業(yè). 2015(02)
[6]Novel hydrophobic associated polymer based nano-silica composite with core–shell structure for intelligent drilling fluid under ultra-high temperature and ultra-high pressure[J]. Hui Mao,Zhengsong Qiu,Zhonghou Shen,Weian Huang,Hanyi Zhong,Wenhao Dai. Progress in Natural Science:Materials International. 2015(01)
[7]鉀鈣基聚磺混油鉆井液在JHW 003水平井中的應用[J]. 倪紅霞,魏云,彭健,王少根,段明祥,汪世國. 化工管理. 2014(29)
[8]黏彈性聚合物鉆井液技術[J]. 楊倩云,郭保雨,嚴波. 鉆井液與完井液. 2014(03)
[9]仿生固壁鉆井液體系的研究與現(xiàn)場應用[J]. 蔣官澄,宣揚,王金樹,張弘,張振華,彭春耀. 鉆井液與完井液. 2014(03)
[10]基于仿生技術的強固壁型鉆井液體系[J]. 宣揚,蔣官澄,李穎穎,耿浩男,王金樹. 石油勘探與開發(fā). 2013(04)
碩士論文
[1]超分子VES清潔壓裂液性能評價及蘇里格現(xiàn)場應用[D]. 姬思雪.西安石油大學 2016
[2]強抑制水基鉆井液配方研制與性能評價[D]. 鞏加芹.中國石油大學 2011
[3]有機胺鉆井液的研究與應用[D]. 楊龍波.中國石油大學 2010
[4]硅酸鹽鉆井液體系的研究[D]. 王明貴.西南石油學院 2002
本文編號：3287227
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