两性离子聚合物钻井液低温流变特性研究
两性离子聚合物在钻井液中的应用
22精细石油化工进展第14卷第2期A D V A N C E S I N FI N E P ET R O C H E M I C A LS两性离子聚合物在钻井液中的应用廖辉，唐善法，田磊，王晓杰，雷小洋(长江大学石油工程学院，武汉430100)[摘要]综述了国内两性离子聚合物钻井液的研究进展及应用，并指出了今后的研究方向。
[关键词]两性离子聚合物钻井液处理剂应用石油勘探开发技术不断发展，钻遇地层日趋复杂，深井、超深井¨J、多分支井等特殊工艺井增多，这对钻井液的性能也提出了更高要求。
普通聚合物钻井液在现场应用中出现了许多问题，耐温抗盐性能差，造壁性差，对泥页岩抑制能力差，静结构力强，井壁稳定性差。
而两性离子聚合物用作钻井液处理剂既降低水眼能耗，抑制泥页岩水化膨胀，又可提高机械钻速。
大量钻井实践表明，钻井液性能对保证深井和超深井的安全、快速钻进起着重要作用。
两性离子聚合物钻井液是以两性离子聚合物为主处理剂配制的钻井液。
两性离子聚合物泥浆密度低、对泥页岩抑制性强、水眼黏度低，高温下性能稳定，且能显著提高机械钻速降低综合钻井成本旧j。
目前，两性离子聚合物钻井液在全国各大油田得到了推广与应用，并形成了两性离子无固相聚合物钻井液、两性离子低固相聚合物钻井液、两性离子聚磺体系钻井液及两性离子聚合物完井液体系吲。
钻井液处理剂的研发推动了两性离子聚合物钻井液体系的发展。
普通聚合物处理剂不耐高温，易交联HJ，而两性离子聚合物处理剂高温下性能稳定。
两性离子聚合物分子链上因含阳离子和阴离子基团而与阴离子聚合物和阳离子聚合物的配伍性较好怕j，受到各大油田的青睐。
两性离子聚合物在钻井液中主要用作包被抑制剂、降滤失剂、增黏剂和降黏剂。
目前研究较多的是两性离子聚合物处理剂的耐温抗盐和防坍塌性能。
1包被抑制剂两性离子聚合物的分子链中含阳离子和阴离子基团，阳离子基团以静电吸附方式快速地吸附于黏土粒子表面，中和黏土表面部分负电荷，并形成致密包被，有效地抑制黏土水化分散‘6|。
钻井液用两性离子聚合物增粘包被剂FA-367
钻井液用两性离子聚合物增粘包被剂FA-367
产品介绍
一、产品简介
FA367是由多种阴离子、非离子、有机离子单体共聚而成的水溶性高分子聚合物。
FA367集抑制性、优良配浆性于一体，在钻井液中用作赠粘剂和包被剂。
三、包装
本产品采用“三合一”袋包装，内衬聚乙烯薄膜袋，每袋净质量25kg。
四、产品功能
1.改善钻井液流变性能，具有良好的携带性能，获得最佳的经验清洁效果。
2.对泥页岩具有很强的抑制效果。
3.热稳定性好，抗温大于180℃。
4.具有优良的抗盐钙能力。
5.能有效防止油气层污染，增加油气产量。
6.适用于淡水、海水、饱和盐水等各种水基钻井液。
7.与其它处理剂配伍性好。
五、现场应用
在中国十六个油田5000多口井中使用证明，两性离子FA367和XY27组成的钻井液体系可以成功地应用于直井、斜井、丛式井、水平井、超深井、复杂井和各种淡水。
盐水、饱和盐水、低密度钻井液、高密度钻井液体系，既可做钻井液又可作为完井液使用，并能稳定井壁，保护油气层产能，提高钻井速度，节约钻井成本。
仅根据长庆。
四川、吐哈三个油田统计，钻井过程中做到基本不排放钻井液，井径扩大率降至4-10％，与喷射钻井相匹配，平均机械钻速可提高8－30％（长庆油田樊家川地区平均机械钻速提高51％）。
减少了对油田气层的损害。
新疆夏子街构造使用此剂配成的两性离子聚合物水包油钻井液钻开油层，产油量平均提高20％以上，平均采油强度提高50.8％。
另外。
两性离子FA367也成功的用于聚合物重泥浆和聚合物盐水重泥浆体系。
钻井工程井壁稳定新技术
钻井工程井壁稳定新技术井壁稳定问题包括钻井过程中的井壁坍塌或缩径（由于岩石的剪切破坏或塑性流动）和地层破裂或压裂（由于岩石的拉伸破裂）两种类型。
一、化学因素井壁稳定机理：1、温度和压力对泥岩水化膨胀性能的影响：膨润土水化膨胀速率和膨胀量随着温度的增高而明显的提高，尤其当温度超过120℃时，膨胀曲线形状有较大的变化，膨润土的膨胀程度随着压力的增高而明显下降。
2、泥页岩水化在10～24h范围内出现Na＋突然释放现象，阳离子释放总量及Na＋释放所占的比例越高，泥页岩越易分散，就越易引起井塌。
3、PH值水溶液中PH值低于9时，影响不大，PH值继续增加，泥岩岩水化膨胀加剧，促使泥页岩坍塌。
4、活度与半透膜对泥页岩水化的影响水基钻井液可通过加入无机盐降低活度来减缓泥岩水化膨胀；半透膜影响存有争议。
二、各种防塌处理剂稳定井壁机理1、K+防塌机理一是离子交换，另一是晶格固定，对不同类型的泥页岩，其作用方式不相同，随着PH值的增高，混入Ga2+、Na +等离子浓度的增加，会阻碍对泥页岩的固定作用。
钾离子主要对于蒙皂石等高活性粘土矿物起抑制作用。
2、硅酸盐类稳定剂（1）硅酸盐稳定粘土机理：1）主要机理：尺寸较宽的硅酸粒子通过吸附、扩散等途径结合到粘土晶层端部，堵塞粘土层片间的缝隙，抑制粘土的水化，从而稳定粘土，在某些极端的应用条件（如高温、长时间接触等）下，硅酸盐能与粘土进行化学反应长身无定形的、胶结力很大的物质，使粘土等矿物颗粒凝结层牢固的整体。
2）次要机理：负电性硅酸粒子结合到已经预水化的粘土颗粒端部，使其电动电位升高，粘度、切力和滤失量下降，有利于形成薄而韧的泥饼。
（2）硅粒子防塌机理有机硅在泥岩表面迅速展开，形成薄膜，在一定温度下，有机硅中的—Si—OH基和粘土表面的—Si—OH基缩合脱水形成—Si—O—Si—键，在粘土表面形成一种很强的化学吸附作用，同时有机硅中的有机基团有憎水作用，使粘土表面发生润湿反转，从而使泥岩水化得到控制。
包被抑制剂是钻井液用的一种处理剂
包被抑制剂是钻井液用的一种处理剂一、概述：在钻井过程中时常出现缩径、起下钻揽活塞、下钻遇阻、大段划眼等复杂情况，影响钻井效益及井下安全。
钻井工程使用的常规钻井液用聚合物包被剂中的残余单体(如丙烯酰胺AM、丙烯腈AN、丙烯酸AA等)为有毒物质，这些残余单体进入环境会造成污染。
另外，用于生产聚合物包被剂的单体价格偏高，而且聚合反应的成本也较高。
针对这些问题开发了一种高分子两性离子聚合物强力包被剂ST151，两性离子聚合物强力包被剂ST151具有特殊的分子结构，将有机物阳离子基团、阴离子基团和非离子基团引入在同一个分子链上，并可根据钻井工程、地层情况的要求调整分子结构设计，在钻井液中既能起到抑制钻屑分散及粘土膨胀的作用，又能够抑制井径缩小。
它主要有以下几种用途:（１）包被钻屑，抑制分散，以利于固相含量的控制；（２）抑制页岩水化膨胀，稳定井壁，抑制缩径和分散垮塌；（３）抑制油气层内粘土成分的膨胀，减小油气层渗透率的损害。
二、钻井液用两性离子聚合物强力包被剂ST151产品概述本产品为白色或微黄色粉末，是高分子水溶性聚合物。
高分子中有阳离子和阴离子等亲水基团，使其在抑制泥页岩水化作用的同时还具有抗温、抗钙镁和抗盐的能力。
是良好的钻井液用包被剂。
（3）产品特点：①分子链中适当比例的阳离子基团和较大量水化基团(阳离子基团),使该两性离子聚合物具有较好的流变性、抑制性与造壁性能。
②分子量的大幅度增加,提高了产品的包被性、抑制性、热稳定性与抗盐污染能力，使泥浆流变性大大提高。
③高的分子量,适当比例的吸附基团,水化基团和阳离子基团的协同作用,使该两性离子多元共聚物具有许多优良特性。
如:理想的流变性、造壁性与防塌能力，良好的包被性、抑制性与抗盐污染能力以及一定的热稳定性和滤失控制能力。
④该产品使用方便,可直接用于钻井现场配制钻井液,使用于水基、油基各种钻井液泥浆体系。
（4）产品功能①能改善钻井液流变性能，ST151配制的钻井液具有良好的携带性能，能获得最佳的井眼清洁效果，有效地包被钻屑，抑制地层造浆，从而提高钻井速度，缩短建井周期。
两性离子聚合物钻井液处理剂的研究与应用
性离 子 ＡＭＰ － Ｄ Ｓ ＭＣ水溶 液 的 粘度 逐 渐下 降 ， 但是 特 性 粘 数 下 降 的 幅 度 不 是 很 大 ， Ｎａ Ｌ 浓 度 为 在 Ｃ
１ 时 ， 性 粘数 下 降 的百 分率 １ ． ９ ， 明 了合 ０ 特 ５６％ 说
甲基 丙烯酰 氧 乙基三 甲基 氯 化铵 的结构 式 ：
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余 口井使 用两 性离 子聚 合物 钻井 液 。 外 ， 此 从浅井 到 深井 、 从盐 水 井到 海洋 井 、 定 向井到 水平 井 以及 复 从 杂地 层都 使用 上 了两性 离子 聚合 物钻 井液 。我 国的
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内 蒙 古石 油化 工
２１ 年第 １ 期 ００ ４
两性 离子 聚合 物 钻 井 液 处 理 剂 的 研 究 与 应 用
康 力 陈 馥 鲜 明 。 ， ，
（．西 南 石 油 大 学 国 家 重 点实 验 室 ；． 南 石 油 大 学 化 学 化 工 学 院 ； １ ２西 ３ 川庆 钻 探 工 程公 司井 下 作 业处 ， 川 ． 四 成都）
和减 少井 下复 杂情 况 的发 生 ， 改善 钻井 液流 变性 ， 充分发 挥喷 射 钻井 效 益 ， 高钻 井速 度 及保 护 油 气层 提
诸 方 面 ， 见 到 了显 著 效 果 。 都
关键 词 ： 两性 离子 聚合 物 ； 引发 剂 ； 井液 ； 盐 ； 钻 抗 粘度
中图分 类号 ： ２４ ＴＥ ５
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ＡＭＰ Ｓ是 强 阴离 子 单 体 ， 合 活 性 很 高 ， 于 聚 由
油田泥页岩井段防塌钻井液的研制
钠离子构成的不易膨胀扩散的稳定结构，钠离子是通过K +、Cs +阳离子从蒙脱土中置换出来的[1]。
1.2 两性复合离子聚合物钻井液在20世纪90年代初期，为了满足不同油田对钻井液的要求，两性离子聚合物钻井液体系被成功研制出来，由于它具有强抑制性、高润滑性、良好油层保护性能、防缩径卡钻、防漏失、防粘吸卡钻等显著特点，深受客户青睐，已经被广泛应用于各大油服公司；目前，该钻井液体系已被成功研制和投入使用的试剂主要包含有包被剂FA367、FA368、FA369、黄花酚醛树脂、强降滤失剂JT888、沥青FT301以及降粘剂XY27、XY28等，按照合理的配比对它们进行配制，可以进一步地提高钻井液抑制性能。
钻井液体系具有较强的抑制性能，可以很好地控制密度、失水率以及固相含量的升高，从而使得油层受到有利地保护。
人们在井场施工过程中发现，普通聚合物钻井液对于造浆较强的泥页岩抑制性能较弱，从而导致滤饼质量差，造浆严重，钻井液切力与黏度提升快。
针对这些问题，刘平德等人通过对各种钻井液试剂的对比筛选，研制出了一种适合的两性离子聚合物钻井液体系PL ，它具有流变性能好、抑制性能强以及机械钻速快等特点。
2 聚合醇钻井液进入20世纪90年代，随着各大油田常规较简单的地层区块被逐渐开采完，勘探领域已经向环境恶劣，底层结构复杂的地区扩展。
在施工过程中极易导致井壁不稳，影响机械钻速，从而提高了钻井成本。
与此同时，随着大位移井、水平井、定向井技术的快速发展，要求钻井液具有更强的抑制性能与更好的润滑性能，而常用钻井液根本满足不了这几类井的钻井需求。
在海洋井、深井、大位移井的钻探过程中，不得不使用油基钻井液，但此类钻井液污染严重，荧光级别高，使用前景堪忧。
因此，我国研究人员研制了一种具有强抑制性、环保无荧光、强配伍性以及良好的保护性等优点的聚合醇水基钻井液。
1 研究背景1.1 甲酸盐钻井液在20世纪90年代，为满足复杂钻井技术要求而研制的全新钻井液体系。
第2章 聚合物钻井液
二、达到不分散低固相的措施
(2)选择性絮凝剂
PHP水解度H=30%时，絮凝效果最好。
Hn、0/p、水眼略有上升； 分子量M水眼、0/p、n变化不正常。
粘土：水化膜厚，带负电量大 膨润土：水化膜厚，带负电量大
不易吸附于PHP上(电性斥力大)
岩屑：水化膜薄，带负电量小，易吸附于PHP上(电性斥力小)。
六、聚合物钻井液的缺点
1、钻速快时，固相不能及时清除； 2、配制容易，维护困难； 3、在大多数情况下，固控设备不能配套； 4、受聚合物特性限制，抗温能力有限； 5、静切力大，电测困难； 6、静滤失量与滤饼质量之间难以兼顾，滤饼虚； 7、在造浆地层，不易真正实现低固相。 所以，在国外聚合物钻井液只占20%，一般情况下， 对于软地层(即：V钻>22.86m/h的地层)，因为岩屑多，不 宜使用聚合物钻井液。
五、聚合物钻井液的优点
1、无用固相少，钻井液密度低，压差小； 2、岩屑较粗，固相体积含量较小； 3、由于聚合物的增效作用，使膨润土造浆率高，因而膨润土可 以很低，亚微米颗粒含量少； 4、剪切稀释特性好，钻头水眼处的粘度低； 5、具有较强的携砂能力，有利于井眼清洁； 6、由于聚合物的抑制和包被作用，可以保持较好的井眼稳定性； 7、能减少油气层损害，有利于保护生产层。 8、能抗高温。
一、聚合物钻井液的定义：
广义上地讲，凡是使用线型水溶性聚合物作处理剂 的钻井液体系都可成为聚合物钻井液。
二、聚合物钻井液的分类：
1、按照活性固相含量高低分： 清水或盐水、油水乳状液、低固相聚合物钻井液(包括加重和非 加重低固相聚合物钻井液)。 2、按照聚合物品种分： 单一丙烯酰胺聚合物钻井液、多种大分子金属盐复合聚合物钻井 液、阳离子聚合物钻井液、两性离子聚合物钻井液。 3、从使用角度分： 聚合物快速钻井液、聚合物防塌钻井液、保护油气层的钻井完 井液、聚合物深井钻井液等。
鄢捷年钻井液概况
1986-1990年（“七五”期间）
在新的起点上对聚合物钻井液进行了全面、系 统的研究，研制出两性离子聚合物钻井液和阳离子 聚合物钻井液等新体系，并在全国许多油田推广使 用，取得良好效果。将聚合物处理剂的类型从阴离 子扩展到阳离子、两性离子，并对大、中、低分子 量聚合物处理剂及其复配作用在抑制性、降滤失、 降粘作用机理方面进行了系统研究。在此基础上研 制出以FA-367、XY-27和JT-888等处理剂组成的两 性离子聚合物钻井液体系，和由阳离子包被剂、降 滤失剂、降粘剂、防塌剂等组成的全阳离子聚合物 钻井液体系；
70年代末至80年代中期
我国钻井液技术有了很大的发展。主要表现在：
• 三磺（磺化丹宁或烤胶、磺化褐煤和磺化酚醛树脂）钻井液在全 国推广使用后，创下了钻超井7175m的纪录。
• 低固相不分散聚合物钻井液技术在我国得到全面推广。开始时仅 使用聚丙烯酰胺单一型聚合物絮凝剂，以后陆续研制成功不同基 团、不同分子量的聚合物处理剂，形成了多种聚合物钻井液体系。 聚合物钻井液主要应用于井深4000m以内的井，在当时曾有力地 配合了高压喷射钻井，大大地提高了钻井速度。由于聚合物处理 剂具有良好的护壁作用，所研制的钾基聚合物钻井液在很大程度 上解决了泥、页岩地层的坍塌问题。
这一阶段，油基钻井液也有了进一步的 发展：
在50年代柴油为基油的油基钻井液基础上， 70年代—发展了低胶质油包水乳化钻井液， 80年代—低毒油包水乳化钻井液。
在抗高温深井钻井液方面： 研制出以Resinex为代表的抗高温处理 剂，使深井钻井液技术取得了很大进展。
90年代以来，
（1）聚合物钻井液进一步发展 （2）MMH钻井液 （3）合成基钻井液 （4）聚合醇钻井液 （5）甲酸盐钻井液 （6）硅酸盐钻井液
聚合物钻井液
降粘剂与分散剂的区别
降粘剂特点
只能在端面，不能在表 面和层间作用。 用量少，逐次使用效果 下降。 用量多时，吸附在平面 起另外作用。 不增加粘土粒子浓度。
分散剂特点
促使粘土粒子对面 分开。 使已经分开的保持 稳定。 增加粘土粒子浓度。
38
■ 降粘剂的评价方法
采用降粘率的概念进行相对评价：
90
钻井液中加入降滤失剂后，泥饼渗透率为：10-7μm2。 ② 用内部空间网状结构对自由水的束缚降低失水。 ③ 提高液相粘度，增加液相流动阻力来降低失水。
26
钻井液稠化原因
当钻井液中固相含量高和外界污染改变粘土表面性质时， 极易形成：边 — 边、边 — 面联结的空间网架结构，
从而造成： • 钻井液结构粘度增加； • 网状结构包住大量自由水，流动阻力增加。
27
水基钻井液流变性表达式
联立Einstein和Hiemenz以及Binhanm公式，可
得x ：s G 0(1 k khS) G
吸附键
水化膜厚
分子结构
吸附量
表面晶型
7
一、钻井液及处理剂的发展
现代钻井技术对钻井液的要求：
辅助钻井提高钻井速度。 保证钻井井下安全，防止钻井过程中各种复 杂问题发生，如井塌、卡钻、井喷、井漏等。 保护油气层，提高油气井产量。
钻井液及其处理剂正是在不断满足钻井工程要 求的基础上发展起来的。
8
钻井液应用规律和效能评价
安丘膨润土吸附降粘剂前后C轴间距变化
吸附前C轴间距
FCLS 1.519nm
六偏磷酸钠 (NaPO3)6
1.519nm
十二烷基三 甲基溴化铵
1.519nm
吸附后C轴间距 1.523nm 1.550nm
石油钻井液流变特性的数值模拟研究
石油钻井液流变特性的数值模拟研究一、引言石油是当今世界最重要的能源之一，而石油勘探开采中使用的钻井液是保证石油勘探开采顺利进行的关键因素之一。
目前，石油勘探开采中使用的钻井液质量越来越高，其中一个重要的目标就是要降低液体的黏度，这样才能保证由于黏度引起的流动阻力小，使得钻井液在井下工作时具有更好的流动性。
因此，本文将从钻井液流变特性的角度出发，通过数值模拟研究探讨如何降低钻井液黏度，提高其流动性。
二、流变学基础2.1 流变学定义流变学是研究物质对应力作用下产生形变的规律和性质的科学，主要关注于物质的形变行为及其中所涉及到的物理量，比如应力、应变、黏度、弹性模量等。
2.2 流变学的基本模型1. 线性模型线性流变学模型假设应力和应变成线性关系，适用于大多数流体的流变性质。
2. 非线性模型非线性模型适用于非牛顿性流体，可以更准确地预测流体的流变特性。
三、石油钻井液流变特性的数值模拟研究3.1 数值模拟方法采用有限元数值模拟方法，通过计算流体的流动速度、应力、应变和粘性等参数，来预测钻井液的流变特性。
同时，还需对其几何形状、物理性质和边界条件等进行仿真。
3.2 流变特性影响因素分析1. 温度温度是影响钻井液黏度最显著的因素之一。
随着温度升高，钻井液的黏度将会减小，而流动性则会增加。
2. 压力增加压力会导致液体黏度的增加。
因此在钻井过程中，如果液体黏度太大，就会对到井底或进行旋转等步骤带来很大的阻力。
3. 构成材料钻井液的构成材料不同，其流变特性也不同。
比如粘土类钻井液的弹性模量更高，而高分子类钻井液的平均黏度较高。
4. 剪切速率当液体施加于固体表面时，其黏度会随着剪切速率的增加而逐渐的下降。
3.3 流变特性的数值模拟结果根据数值模拟可以得到，当加入适量的聚合物或添加剂，可以大量减小钻井液的黏度，达到提高流动性的目的。
四、结论钻井液的黏度对钻井过程的稳定性直接有影响，所以对于提高其流动性具有十分重要的意义。
油基钻井液低温流变特性实验研究
油基钻井液低温流变特性实验研究摘要：本文通过实验研究了油基钻井液在低温下的流变特性。
结果表明，油基钻井液在低温下具有较高的黏度和弹性模量，而剪切变软的趋势不如常温下明显。
此外，增黏剂的添加对于油基钻井液在低温下的流变特性具有显著的影响，可以显著提高其黏度和弹性模量。
研究结果对于提高油基钻井液在低温环境下的流变性能具有一定的参考价值。
关键词：油基钻井液；低温流变特性；黏度；弹性模量；增黏剂第一章绪论随着勘探地区逐渐向北极地区等低温环境区域发展，油基钻井液的低温性能逐渐成为了一个备受关注的问题。
低温环境下油基钻井液的流变性能、泥浆稳定性和性能稳定性等问题，对于井下钻井作业的安全和效率均产生了重大影响。
因此，对油基钻井液在低温环境下的流变特性进行研究，具有十分重要的现实意义。
第二章实验方法本实验采用流变仪对油基钻井液在不同低温下的流变特性进行测试。
同时，通过增黏剂的添加，研究其对油基钻井液在低温下的流变特性的影响。
第三章实验结果及分析通过实验测试，我们得到了不同低温下油基钻井液的流变特性数据。
结果表明，在低温条件下，油基钻井液的黏度和弹性模量均呈现出较高的值，这与常温下的流变特性差别较大。
尤其应当注意到，油基钻井液在低温条件下的剪切变软的趋势不如常温下明显，这也是需要重点关注的一个问题。
此外，增黏剂的添加可以显著提高油基钻井液在低温下的黏度和弹性模量。
但需要注意的是，增黏剂的添加量过多也会导致液面高度下降的问题。
第四章结论综上所述，油基钻井液在低温条件下的流变特性与常温下的差别较大，对于提高其性能稳定性具有重要意义。
增黏剂的添加可以显著提高油基钻井液在低温条件下的黏度和弹性模量，但需要注意增黏剂的添加量过多可能导致液面高度下降的问题。
我们的研究为油基钻井液在低温环境下的流变性能提供了一定的参考价值。
第五章讨论与展望5.1 讨论本文实验研究了油基钻井液在低温下的流变特性，并得出了相关结论。
虽然我们的实验结果对于研究油基钻井液在低温下的流变特性具有一定的参考价值，但是在实际应用中还需要考虑到其他因素对油基钻井液性能的影响。
钻井液的流变性
卡森流体
卡森斜率：
1 2
1 2
12 10
1/2 c
C s tg
1
2
1
2
1
2
8 6 4
170.3s-1
θ
1 002s-1
卡森斜率越高，表示泥浆的 剪切稀释作用越好，而值
2 η∞
1
2 0 0.04 0.08 0.12 0.16
·
1 2
等于截距(图5)。
图5 卡森模式图
0 0 p A p 图3中，在ABD线上任何一点F1、F2……与原点O的连线 OF1、OF2……斜率的倒数均表示表观粘度值。剪切速率越 高，表观粘度越低。这种表观粘度随剪切速率升高而降低 的现象，可称为剪切稀释作用。
泥浆剪切稀释作用的好坏可用动塑比 ( 动切力 / 塑性粘度 ) 来 表示，动塑比越大，表示剪切稀释作用越好。加入高分子 处理剂的低固相泥浆 ( 特别是加入 XC 生物聚合物 ) ，可使塑 性粘度增加慢而动切力增加快，能提高泥浆的动塑比。
粘塑性流体
0 p
与式(2)比较，此式也是直线方程，截 距为τ0，而不是τs。即此宾汉方程只能 代表流变曲线的层流直线段，而不能 代表低剪切速率下的塞流曲线段。粘 塑性流变参数有两个，即塑性粘度 ηp， 及动切力(或叫屈服值)τ0。
粘塑性流体
仿牛顿粘度表示法，求粘塑流体的表观粘度值：
不同钻井液流型的形成机理分析
对于许多泥浆而言，既存在着粘土颗粒的 空间网架，又有线形高聚物或类似的物质， 也就是说既存在结构力，又有剪切稀释作 用。因此，用卡森流型来反映其流变关系 更为合适。由卡森流型关系式(10) 可知， 反映该类泥浆粘稠性的流变参数是卡森动 切力τc和卡森高剪粘度η∞。
钻井工高级工题库
下列物质中溶于水中，不能形成真溶液的是( )C、石膏＞烧碱＞硫酸钡D、烧碱＞硫酸钡＞石膏5.下列物质属于弱电解质的是（ ）A、减小B、增大C、不变D、无关8.若钻井液滤液的PH值为10，其POH值为（ ）A、升高B、降低C、不变D、无反应11.酸性氧化物和碱反应属于（ ）反应，生成盐和水。
A、酸碱中和B、盐的分解C、沉淀D、氧化还原14.能发生水解反应的盐类，其溶液越稀越有利于盐类的（ ）。
A、酸碱中和B、盐的分解C、沉淀D、氧化还原17.当溶液中难溶电解质的离子浓度的承积大于其溶度积时，就会( )。
A、酸碱中和B、盐的分解C、沉淀D、氧化还原20.苯属于（ ）化合物。
A、羰基B、羧基C、硝基D、羟基23.有机物中氢原子被其它原子或原子团代替的化学反反应叫做（ ）。
A、氧化B、取代C、消去D、加成26.在有机化合物的反应中，从有机物分子中消去一个小分子化合物如氢卤酸，水等的反应，叫做（A、烷烃B、不饱和烃C、卤化物D、氢化物29.高分子化合物大分子中重复出现的结构单元称为链节，重复单元链接数称为（ ）。
A、氧B、碳C、氮D、硫32.高分子化合物又称为聚合物，它是一种（ ）。
A、完全B、部分C、没有D、沉淀35.高分子化合物的相对分子质量越大，其溶解性越( )。
A、减小B、不变C、增大D、沉淀38. 高分子浓溶液属于（ ）。
A、偶然误差B、相对误差C、绝对误差D、系统误差41.下列数据中不是三位有效数字的是（ ）。
A、5位B、4位C、3位D、2位44.用滴定管将已知准确浓度的标准溶液，逐步滴加到待测物的溶液中的（ ）过程叫做滴定。
A、进行B、不进行C、完全D、不完全47.标准溶液是一种（ ）溶液。
48.用直接法配置标准溶液的物质，称为（ ）A、标定B、审定C、粗定D、细定51.不符合用于沉淀滴定法的滴定反应条件的是(沉淀物的溶解度大小皆宜).52.EDTA(乙二胺四乙酸二钠盐)能与水或钻井液滤液中的许多（ ）离子形成无色的稳定的络合物。
两性离子型聚合物处理剂SIOAP的合成与性能
作 者 简介 ： 中 华 ．教 授 级 高 级 工 程 师 ，９５年 毕 业 于 郑 王 １８ 州 大 学 化 学 系 ． 任 中 原 石 油勘 探 局 钻 井 工 程 技 术 研 究 现 院 总工 程 师 ． 要 从 事 精 细 化 工 和 油 田化 学 研 究 工 作 ． 主 已 公 开 发表 论 文 １ｏ多 篇 ， 作 出 书 ２本 ，获 省 部 级 科 技 奖 ６ 合 励 多项 。 ＊参 加 实 验工 作 的 还 有周 乐 群 、 明华 等 同志 ． 刘 特此 致 谢 。
将 配方 量 的氢氧 化钾 、 水等 加入 反应 器 中 ， 在 搅拌 下缓 慢加 入 丙 烯 酸 和含 磺 酸基 单 体 ， 其 充 使 分 反应 ， 然后 加 入丙烯 酰胺 、 阳离 子单 体 和无机 原
料 ， 其溶 解后 加入一 定量 的引 发剂 水溶液 ， 应 待 反 ５ ０ｍ ｎ 即得 胶 状 产 物 。８ —１ ｉ， ０～１０ ℃ 下 烘 干 粉 ０ 碎， 即得 两 性离 子聚合 物处 理剂 ＳＯ Ｐ ＩＡ 。 取 ４ｇ 品 ， 慢加入 ４ ０ｍ 样 慢 ０ Ｌ纯净 水 中 ， 搅拌
２０ ０２年 ６月
王 中华 ． 性 离 子 型 聚 合 物 处理 剂 ＳＯ Ｐ的合 成 与 性 能 两 ＩＡ
两 性 离 子 型 聚 合 物 处 理 剂 ＳＯ Ｉ ＡＰ的 合 成 与 性 能
王 中华
（ 中原 石 油 勘 探 局 钻 井 工 程 技 术 研 究 院 ， 阳 ４ ７ ０ ） 濮 ５ ０ １
计测 定 ＳＯ Ｐ溶 液 的表 观 粘度 。 ＩＡ
１３ 性 能 评 价 ．
１ ３． 基 浆 配 制 ． １
收 稿 日期 ：０ ２０ ５ ２ ０ ．５２ 。
（ ） 水基 浆 ： １ １淡 在 Ｌ水 中加 入 ３ｇ 纯碱 和 ５ ０ｇ 钙膨 润土 ， 搅拌 ８ｈ 室温放 置 ４ ， 淡水 基浆 。 ， ８ｈ 得
低分子量两性离子聚合物LADA的合成及在钻井液体系中的应
低分子量两性离子聚合物LADA的合成及在钻井液体系中的应用﹡（二号黑体居中，题目一般不宜超过20个汉字）张三1）王小二2）﹡﹡王小五2）（小四号仿宋居中，每篇论文作者一般不要超过3位）（ 1）山东师范大学化学化工与材料科学学院，250014，济南；2）山东华阳科技股份有限公司技术研发中心，271411，山东泰安）(六号宋体)摘要（小五号黑体）作者选择AMPS作为阴离子单体，DMC作为阳离子单体，与AM进行三元共聚，按照单体配比为n(AMPS):n(AM):n(DMC)=2:5:1合成了低分子量两性离子聚合物（以下简称LADA）。
……并且对其在钻井液体系中的作用机理进行了探讨。
(六号宋体，字数一般在100-300字之间，用已知的精炼词汇写明作者在什么研究领域，用什么方法或工具研究了什么问题，得到什么结论，意义如何)关键词（小五号黑体）低分子量；两性离子；钻井液体系；协调稳定作用(六号宋体，3-8个关键词)中图分类号（小五号黑体）/TE 254文献标识码（小五号黑体）A高分子量和低分子量两性离子聚合物的区别是：高分子量两性离子聚合物对粘土颗粒具有较强的桥联絮凝作用，能形成大的不均匀的絮凝团状物沉淀，而低分子量两性离子聚合物由于分子小，对粘土颗粒絮凝的能力弱，有较好的吸附能力，所以絮凝物会是小而均匀的稳定的悬浮颗粒[1,2]。
……笔者在前人大量合成工作的基础上合成出了具有一定低分子量的三元共聚物，结合低分子量两性离子聚合物同时带有的正、负电基团的特殊结构[14]，探讨了其如何在钻井液体系中起到协调稳定作用。
（正文中字体排小五号宋体，一般以不超过10 000字为宜，文中的字母为变量的排斜体，不是变量或固定符号排正体）1 实验部分（一级标题，五号黑体）1.1 原料和仪器（二级标题，小五号黑体）原料：聚丙烯酰胺（PAM，分子量300万）(国药集团化学试剂有限公司)，分析纯；丙……仪器：高速粉碎机（武义县屹立工具有限公司），25 000 r/m；WZ型五轴高速搅拌器（青岛胶南分析仪器厂），12 000 r/m；六速旋转粘度计（青岛胶南分析仪器厂），ZNN-D6型；便携式滚子加热炉（青岛胶南分析仪器厂），ZHG-2型；泥浆失水量测定仪（青岛胶南分析仪器厂），ZNS-2型，精度±1.5 mL；爱国者数码观测王GE-5（北京华旗资讯数码科技有限公司）；红外光谱仪（德国BRUKER公司）。
钻井液添加剂
钻井液用添加剂西安安能工程科技发展有限公司目录公司介绍 (1)钻井液用两性离子降滤失剂JT－888 (2)钻井液用复合金属两性离子 (3)聚合物降滤失剂JMHA (3)聚合物降失水剂JT-1 (4)磺甲基酚醛树脂SMP (5)聚合物增粘降滤失剂PAC143 (6)聚合物降滤失剂PAC142 (7)钻井液用降失水剂DK—HT1 (8)钻井液用抗高温降滤失剂DK-JA (9)钻井液用抗高温抗盐降滤失剂DKYK-1 (10)钻井液用页岩抑制剂磺化沥青FT-1 (11)钻井液用页岩抑制剂聚丙烯酸钾KPAM (12)钻井液用抑制剂OPA (13)钻井液用泥页岩抑制剂GPH-Ⅱ (14)甲基葡萄糖甙(MEG) (15)钻井液用两性离子聚合物包被剂FA367 (16)强力包被剂LHB-105 (17)超大分子聚合物DK－CJ (18)聚合物增粘剂DK-ZA (19)聚合物增粘剂80A51 (20)聚合物增粘剂FPK (21)钻井液用复合金属两性离子聚合物增粘剂PMHA (23)聚合物增粘剂PAC141 (24)钻井液处理剂SK系列 (25)钻井液消泡剂XP-2 (26)聚合醇防塌剂CFH-2 (27)钻井液用固井质量强化剂DKDG (28)钻井液用两性离子聚合物降粘剂XY-27 (30)油田杀菌解堵剂W201 (33)公司介绍西安安能工程科技发展有限公司，位于西安市高新技术开发区，主要从事生态环保与流体处理技术、石油钻采新技术、新材料的开发、销售及工程技术服务。
产品技术除自主研发外，安能公司还与美国AMCOL、梅地瑞安、3M等著名企业建立了合作关系，并与中石化河南油田工程院、西安石油大学石油工程学院、西安交通大学环境工程研究所进行石油钻采、环保增效新技术、新产品的联合开发。
生态环保与流体处理技术，依托美国AMCOL、梅地瑞安公司强大的技术力量，主要进行钻井废浆处理技术、落地污油处理技术、垃圾填埋场渗漏液及市政污水生物处理技术、湖泊及城市河道生态净化技术、水利及建筑主动防渗技术、流体净化过滤分离技术的销售及工程技术服务。
一种具有“盐响应”特性的两性离子聚合物增黏降滤失剂
一种具有“盐响应”特性的两性离子聚合物增黏降滤失剂常晓峰【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2024(44)5【摘要】随着深层、超深层及非常规油气开采的不断深入,钻井过程中盐污染已成为水基钻井液在极端盐度和高温条件下面临的严峻挑战,盐污染会导致钻井液流变性和滤失性能的急速恶化。
为避免上述问题发生,通过自由基聚合反应研发了一种具有“盐响应”特性的两性离子聚合物增黏降滤失剂(PAMN),并利用红外光谱分析(FT-IR)、核磁共振氢谱分析(1H-NMR)、热重分析(TGA)、分子模拟技术(MS)、扫描电镜(SEM)及钻井液流变和滤失分析等实验方法,表征了PAMN的分子结构、热稳定性及增黏降滤失性能,并揭示了PAMN的“盐响应”机理。
研究结果表明:①合成的PAMN热降解温度高达285℃,PAMN分子链在饱和盐水中的均方位移、扩散系数及回转半径远大于其在纯水中,其回转半径分别为12.5Å和3.8Å;②当氯化钠含量为0时,PAMN分子链内或分子链间正负离子基团通过静电吸引力形成空间网络形态而卷曲成类球状结构,随着氯化钠含量增加,其分子链逐渐转变为溶解性更好的柔性链状结构,对氯化钠表现出正响应性;③PAMN可将饱和盐水钻井液表观黏度增加542.9%,滤失量从194 mL降低至4.8 mL,具有良好的增黏和降滤失性能。
结论认为,PAMN的研发成功从根本上实现了传统钻井液处理剂从“抗盐”到“盐响应”的转变,该产品在含盐膏的深层、超深层油气开发工程中具有广阔的应用前景。
【总页数】9页(P118-126)【作者】常晓峰【作者单位】中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司【正文语种】中文【中图分类】TE252【相关文献】1.抗温抗盐两性离子聚合物降滤失剂的合成与评价2.两性离子聚合物钻井液降滤失剂PADAM的合成研究3.耐高温增黏型聚合物降滤失剂SLH-1的研究4.两性离子聚合物降滤失剂的合成及评价5.两性离子聚合物降滤失剂PADMS的制备与室内性能评价因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
钻井液流变参数计算方法的分析及流变模式的优选 (1)
献和现场量实验数据表明，θ３ 和 θ６ 的数据因旋转
粘度计内外筒环的液体呈塞流流动，读数不准确，这
一点对于高密度钻井液尤为突出［５］ 。
以上传统的计算方法在国内外还广泛应用，其
特点就是简便易用，方便现场操作，尤其是在宾汉和
幂律模式中计算量比较小。 大量数据表明，大多数
钻井液往往更加符合卡森和赫谢尔 －巴尔克莱流变
通过计算机语言编制出程序，不仅自动计算 ５ 种 流变模式的流变参数，而且可输出各流变模式的流变 曲线图，根据相关系数智能确定与实际情况最为拟合 的流变模式，为工程技术人员节省了大量的时间和精 力，而且计算的结果最大程度上减小了误差。
收稿日期：２００４ －０５ －２１ 基金项目：中国地质大调查项目“ 钻掘工程设计软件的研究与开发” 作者简介：胡茂焱（１９６３ －） ，男（ 汉族） ，湖北人，中国地质大学（ 北京） 博士在读，中国地质调查局办公室副主任，地质工程专业，从事地质调 查管理工作，北京市黄寺大街 ２４ 号院 ２２ 号楼（１０００１１） ，（０１０）５１６３２８２５。
４２
探矿工程（岩土钻掘工程） ２００４ 年第 ７ 期
２ 钻井液典型流变模式及常规计算方法的分析 按照流体流动时剪切速率与剪切应力之间的关
系，流体可以划分为不同的流变模式。 一般来说，根 据流变模式流体分为牛顿流体、塑性流体、假塑性流 体和膨胀性流体。 许多研究者作了大量的科学实 验，根据不同的流变曲线给出了相应的数学关系式， 提出了相应的流变模式。 一般来说，良好的流变模 式所具备的条件是［１］ ：
到一般情况下钻井液环空流速要比钻杆内流速小的
多，根据高转速和低转速的范氏读数分别进行钻杆
内和环空的 ｎ 和 Ｋ 值的计算，更加接近实际情况。
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１ 样 品与 仪 器
１ ． １ 试 验材 料与 钻井 液配方 试 验 选 用 的膨 润 土为 优质 钠 基 膨润 土 ， 不 需要
添加 纯 碱 钠 化 ， 可 以直接配浆 使用； 氢 氧 化 钠 （ Ｎ ａ Ｏ Ｈ） 主要 用 于调 节 钻 井 液 的 ｐ Ｈ值 ； 氯 化 钠 （ Ｎ ａ Ｃ １ ） 主要 用于 降低 钻井 液 的凝 固点 ； 羧 甲基 纤 维 素（ Ｃ ＭＣ ） 为常见 的高 分 子降 滤失 剂 和 增 黏剂 ， 试 验 室选 用低 黏 型 （ Ｌ Ｖ － Ｃ ＭＣ） ， 聚合 度 为 ５ ０ ０， 相 对 分 子 质量 为 １ ． ０×１ ０ 左右； Ｈ Ｔ 一 １ ０ １ （ 简称 Ｈ Ｔ） 为非 增 黏 型两 性离 子 共 聚 物 ， 呈 白色 粉 末 状 ， 具 有 良好 的抗 盐、 抗 钙能 力 。 通过 试验研 究确 定 了以 Ｈ Ｔ为 核心 处 理 剂 的两 性离 子 聚合物钻 井液 作为冻 土钻 探 的抗低 温钻 井液
⑥
２ ０ １ ５ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
两性离子聚合物钻井液低温 流变特性研究
张 川 袁超鹏 王 胜 陈礼仪
（ 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保 护国家重点实验室 ， 成都 ６ １ ０ ０ ５ ９ ）
摘
要 两性 离子聚合物钻井液在高原冻土钻探 的成功应用对 于实现钻井液 的低 温流变调控 意义 重大。 以 Ｈ Ｔ为主处 理剂
物 钻井 液作 为抗低 温 高 性 能 钻井 液 ， 现场 使 用 效果 良好 Ｊ ， 这大 大拓宽 了两性 离 子 聚 合 物钻 井 液 的应 用范围， 同时也 为解 决 高原 冻 土 钻 探所 面临 的 低 温
流 变失 效难 题提供 了科 学有效 的解 决手 段 。尽管 两 性 离子 聚合 物钻井 液 在 高 原 冻 土钻 探 成 功应 用 ， 却
１ ％Ｈ Ｔ ， 其密 度 为 １ ． １ ４ ｇ ／ ｃ ｍ ， 室 温条 件下 Ａ Ｐ Ｉ 滤失
象， 对 钻井液 在不 同温 度下 的流 变 性 能进 行 了科 学 测定 ， 并 利用 多元 回归 分析 法 和 最 小 二乘 法 对 试 验
数 据进 行 了统计 学分 析 ， 研 究 了在 低 温环 境 中适 用 于该 钻井液 配方 的流变 模 式 ， 并 对 其 低 温流 变 性 能
中国地质 调查 局资助 项 目（ １ ２ １ ２ ０ １ １ ３ ０ １ ７ ３ ０ ０ ） 、 地质 灾 害防治 与 地质环 境保 护 国家重 点实验 室项 目（ Ｓ Ｋ Ｌ Ｇ Ｐ ２ ０ １ ２ Ｚ ０ ０ ７ ） 资 助 第 一作 者简 介 ： 张 Ｊ Ｉ 『 （ １ ９ ９ １ 一） ， 硕 士研 究 生。Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｃ ｄ ｕ ｔ ｚ ｈ ａ ｎ ｇ ．
的两性 离子聚合物钻 井液作为研究对象 ， 对钻 井液在 低温条 件下 的流 变性 能进 行 了测试 。利用 多元 回归分析 和最小 二乘 法 对试验数据进行统计 学分析。结果表 明， 宾 汉模 式可作为描述该 两性 离子聚合物钻 井液低 温流变特性 的优选模 式。基 于此 ， 计 算出该钻 井液 配方在不 同温度下 的流变参数 ， 以探 究钻 井液流 变性能随温度 降低 的变化规律 ； 并就 该钻井液 的低 温流变特 征进行 了评价 。进一步采用傅里 叶红外光谱试 验和 扫描 电镜 试验 就该 两性 离子聚合 物对钻 井液低 温流 变调控 机理进 行 了
第 １ ５卷
第３ １期
２ ０ １ ５年 １ １ 月
Hale Waihona Puke 科学技术
与
工
程
Ｖ０ １ ． １ ５ Ｎｏ ． ３１ ＮＯ Ｖ ．２ ０１ ５
１ ６ ７ １ — １ ８ １ ５（ ２ ０１ ５） ３ １ ・ ０ ０ ３ ０ — ０ ６
Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎｄ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
量为 ８ ． ２ ｍＬ ， 钻 井液 能有 效 抵抗 一１ ２。 【 ＝ 低温环境。
该钻 井液 配方 已成 功应用 于祁 连 山永 久冻 土带 天然 气水 合物 勘探 ， 现场 使用效 果 良好 。
１ ． ２ 试验 仪器
进 行 了合理 评价 。并 采用微 观理 化试 验探讨 了两 性
临 高原冻 土钻 探 的低 温 环境 时 ， 其 流变 特 性 常 常发 生严 重破 坏 ， 黏度 、 切 力 均会 增 大 ， 最 终 导 致钻 井 液
的流变失 效 ， 无 法 满足 正 常 钻进 对 于钻 井 液 的 流变 性 能要 求 １ １ 。两 性 离 子 聚合 物 钻 井 液 具 有 较 强 的
２ ０ １ ５年 ６月 ２ ９日收 到 国家 自然 科学 基金 项 目（ ４ １ ２ ７ ２ ３ ３ １ 、 ５ １ ２ ０ ４ ０ ２ ７ ） 、
试验 仪 器 主 要有 ： ｚ Ｎ Ｎ —Ｄ ６六 速旋 转 黏 度 计 ；
Ｚ Ｌ Ｎ标 准马 氏漏 斗 黏 度 仪 ； Ｆ Ｙ Ｌ — Ｙ Ｓ ． １ ２ ８ Ｌ数 控 低 温
探讨 。
关键词 两性离子聚合物
高原冻土钻探
低温流变性能
宾汉模式
调控机理
中图法分类号
Ｔ Ｅ ２ ５ ４；
文献标 志码
Ａ
钻井 液 的低温 流变性 能控 制是 高原冻 土钻 探施 工 的关键 技术 难题之 一 。常规 的聚合 物钻 井液 在 面
离子 聚合物 Ｈ Ｔ对 钻井液 低温 流变 的调控 机理 。
抑 制性 ， 能有 效地 稳 定 孔 壁 、 抑制 地 层 造 浆 ， 而 且体 系配方 简单 ， 维护 方 便 Ｊ 。而 目前 针对 两 性 离 子 聚 合 物钻 井液 的应 用 ， 大 多 仍 在 常温 环 境 中进 行 。 在
２ ０ ０ ９年 祁连 山永 久 冻 土带 天 然 气 水 合 物 钻 探 工 程 中， 成 功 运用 了 以 Ｈ Ｔ为主 处 理剂 的两 性 离 子 聚 合
鲜 有针 对其低 温 流变特 性 的研 究报 道 。 为此 ， 以两性 离 子 聚 合 物 Ｈ Ｔ钻 井 液 为研 究 对
体系， 并且 根据 室 内试 验分 析 ， 确 定 了钻井 液 的最优 配方 ： ５ ％ 膨 润 土 基 浆 ＋０ ． ５ ％Ｎ ａ Ｏ Ｈ ＋ｌ ５ ％Ｎ ａ Ｃ １ ＋