钻井液用聚胺页岩抑制剂RZPA的性能与应用_郭文宇
聚胺高性能水基钻井液特性评价及应用
２ ０ １ １ Ｚ Ｘ ０ ５ ０ ２ １ － ０ ０ ４ ） 、 中国石油大学 （ 华东） 优秀 博士学位论文培育计划 （ Ｌ Ｗ１ １ ０ ２ ０ ２ Ａ） 和中央高校 基本科研业务费专项 资金（ １ ２ Ｃ Ｘ ０ ６ ０ ２ ３ Ａ） 资助
第一作者简介 ： 钟汉毅（ １ ９ ８ ４ 一） ， 男， 汉族 ， 湖南衡 阳人 ， 油气井工程 专业博士研究生 ， 研究 方向 ： 油气井 化学工程 。Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｚ ｈ ｏ ｒ － ｇ ｈ ａ ｎ ｙ ｉ ＠
研 制 的聚 胺 页 岩 抑 制 剂 Ｓ Ｄ Ｊ Ａ是 含 有 胺 基 、 羟
２ ０ １ ２年 １ １ 月１ ９日收到 十二五 国家科 技重 大专项
低 。由此可知 ， 聚胺在低浓度下即可最大限度降低 黏土水化层 间距 ， 导致 黏土去水化 ， 表 现出优异 的 抑制效果。此外可 以看 出， 国外 同类产 品 Ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｈ ｉ ｂ （ Ｍ —Ｉ 公 司聚胺） 对钠蒙脱 土层间距 的影响表现 出 与Ｓ Ｄ Ｊ Ａ相似的规律 。
摘
要
根据泥 页岩水化特点和 多元协 同抑制思路 ， 构建 了聚胺高 性能水基钻 井液。介绍 了该体 系 的关键处 理剂聚胺 页岩
抑制剂、 包被抑 制剂 、 铝盐封堵 防塌剂和清洁润滑剂。通过屈 曲硬度 实验和粘结实验对 比评价 了聚胺 高性能水基钻 井液与几 种典型 防塌钻井液的性能。结果表明 ， 聚胺 页岩抑 制剂 能在低 浓度 下最 大限度 降低 黏土 水化 层 间距， 有 效抑制 黏土水 化膨 胀 。聚胺页岩抑制剂与铝盐封堵防塌剂复配 后能 显著 阻缓孔 隙压力传 递。聚胺 高性 能水基 钻井液 抑制 性和清 洁润滑 性突 出， 与油基钻 井液接近 。聚胺高性 能水基钻 井液在胜利 油田田 ３ ０ ５区块进行 了成功应用， 解决 了该 区块泥 页岩井壁失稳问题。
钻井液用低聚胺类页岩抑制剂的结构与性能
钻井液用低聚胺类页岩抑制剂的结构与性能钻井液（Drilling Fluid）是地质勘探和钻井作业中必不可少的元素。
其作用包括维持、稳定、降低钻井过程中的摩擦、冲刷泥浆和抑制井壁崩塌等。
而在页岩气和页岩油钻探中，钻井液对于提高生产效率和经济效益具有重要作用。
目前，低聚胺类页岩抑制剂是钻井液的一种常用添加剂。
本文旨在探讨其结构与性能。
首先，我们需要了解什么是低聚胺。
低聚胺是一种聚合物，是由少于10个的单体（也称单体组分）组成的高分子化合物。
它们通常是通过催化剂或引发剂引发聚合反应而合成而成。
低聚胺中的单体或单体组分包括乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯和氨基甲酸酯等。
然后，我们需要明确低聚胺类页岩抑制剂的结构。
低聚胺类页岩抑制剂是一种由低聚胺组成的复合体系。
它包括主链分子、侧链分子和跨链分子。
主链分子指低聚胺分子中主要构成的部分，可以是乙烯等单体组分形成的聚合物，也可以是具有多功能性的芳香族环化合物。
侧链分子是在低聚胺主链上接枝的分子，用于调节低聚胺的溶液性能和抑制下降性。
跨链分子是在低聚胺分子之间交联的分子，形成一种3D立体结构，从而增加它的空间构型和稳定性。
最后，我们需要探讨低聚胺类页岩抑制剂的性能。
低聚胺类页岩抑制剂可以有效地抑制页岩影响钻头，提高钻探速率。
此外，它还可以通过表面活性剂作用，抑制井壁崩塌，避免开裂、断层等不良复杂情况的发生，提高钻井液的稳定性和切削性能。
低聚胺类页岩抑制剂与亲水性亚磷酸盐类、无机盐等杂质在钻井液中的相容性较好，大幅提高了防止石灰沉淀、降低泥浆过滤损失、抑制污染等效果。
总的来说，低聚胺类页岩抑制剂是一种在钻井液中的添加剂。
它具有良好的抑制和降解页岩的效果、提高钻探效率、防止井壁崩塌、降低污染等优点。
同时，其分子结构多样性、突出的油水界面活性、耐高温性能及抗污染性等优异性能为其在钻井工业中的广泛应用奠定了基础。
但是，由于低聚胺的多样性和复杂程度，当前其结构与性能的相关文献和实验结果不够严谨和完整，需要进一步加强研究，以进一步推动其应用和发展。
水基钻井液用胺类页岩抑制剂特性及作用机理
第 ３５卷第 ２期 ２０１８正 ６Ｈ ２５ Ｅｔ
文章编号 ：１０００－４０９２（２０１８）０２．２０３．０６
油 田 化 学
Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
Ｖ０１．３５ Ｎｏ．２ ห้องสมุดไป่ตู้２５ Ｊｕｎｅ，２０１８
水基钻 井液用胺 类页岩 抑 制剂特性及作 用机 理
黄进 军 ，李 文飞 ，田月 昕 ，李春霞
附 压缩黏土晶层 间距 ，达到抑制渗透水化发生 的 作用 ＿ｌ ＿ｌ５］。同时 ，聚胺 的独特解离方式使其在水溶 液 中表现 的弱碱性及其结构 中所含 的非 离子弱亲 水 基 团 ，决 定 了它 不会 过 多 的影 响钻 井 液 的分 散 造 壁 性 ｎ ．１９］。 目前 ，国 内关 于 水 溶 性 端胺 、端 二 胺 、聚 醚胺等聚胺作为抑制剂在钻井工程 中的应用探 索 逐渐增加 ，长江大学与 中海油服合作研制的 ＵＨＩＢ 系列抑制剂表现 出良好 的页岩抑制性 ，处于推广应 用阶段 。而国外关于聚胺抑制剂 的研究已经成熟 ， 以美 国贝克休斯 、哈里伯顿、ＭＩ公 司为代表的石油 企业均 已推出成熟的聚胺钻井液体系 ，并在世界各 地取得 良好 的反馈效果 。本文基于对黏土水化膨 胀方式和特点 的综合分析 ，认为强抑制性页岩抑制 剂分子结构设计必 须结合 页岩抑制剂对黏土水化 抑制的机理 ，并遵循 以下原则合成了抑制剂 ＨＧＩ：① 分子结构 中含有抑制作用基 团—ＮＲ和吸附水化基 团—ｏＨ；② 控制抑制 剂的相对分 子质量在 １０００左
钻井液用页岩抑制剂聚醚多元醇研究进展
钻井液用页岩抑制剂聚醚多元醇研究进展钻井工艺是石油勘探开发的重要环节，而钻井液则是钻井过程中不可或缺的工具。
由于页岩地层的特殊性质，为了提高钻井效率，降低钻井难度，需要在钻井液中添加特殊的抑制剂。
目前，聚醚多元醇被广泛应用于钻井液中的抑制剂中。
本文将就钻井液用页岩抑制剂聚醚多元醇的研究进展进行深入探讨。
聚醚多元醇是具有很好表面活性的羟基化高聚物。
由于多元醇具有明显的亲油性，聚醚多元醇可以吸附在页岩矿物表面，形成稳定的钙盐、钾盐等离子簇。
这些离子簇能够降低页岩矿物表面的电荷，减少静电吸附和静电作用力，从而提高钻头的钻进速度，降低钻头的磨损，提高钻井效率。
同时，聚醚多元醇还具有多个羟基官能团，能够与钙离子发生络合作用，使得钙离子的稳定性增强，降低页岩矿物的溶解度和膨胀性，防止钻井液渗透到页岩矿层中导致岩层崩塌等不良后果。
对于页岩地层，钻井液的水基性显得尤为重要。
聚醚多元醇是一种亲水性高、分子量大的高分子表面活性剂，可以增加钻井液的水基性，调节钻井液的黏度和流变性质，从而降低钻井液的污染性，减少钻井液对页岩矿物的侵蚀和破坏。
钻井液用页岩抑制剂聚醚多元醇的应用前景广泛，但也存在一些问题。
首先，聚醚多元醇具有一定的毒性和腐蚀性，需要合理控制聚醚多元醇的添加量，避免不良后果的发生。
其次，聚醚多元醇对于不同类型的页岩地层有一定的选择性，需要进行严格的筛选和确定。
同时，聚醚多元醇还需要与其他物质共同配合使用，其复杂性和多样性也需要进行研究和探索。
综上所述，钻井液用页岩抑制剂聚醚多元醇是一种应用前景广阔的高科技产品，它给页岩勘探开发带来了新的思路和技术手段。
但聚醚多元醇的毒性、选择性、复杂性等问题也需要得到进一步的研究和探索。
相信在科研人员的不懈努力下，聚醚多元醇可在更广泛的领域得到应用，为推动能源产业的发展作出更大的贡献。
随着页岩气、页岩油的开发热潮，钻井行业的需求也日益增长。
选用适合的抑制剂是确保钻井工艺成功关键的一步。
强抑制性钻井液用有机胺抑制剂的性能研究
强抑制性钻井液用有机胺抑制剂的性能研究随着油气资源的日益减少，海洋油气开采已成为重要的资源获取途径之一。
而在海洋钻井中，钻井液的作用尤为重要。
强抑制性钻井液是一种高效的钻井液，能够有效地避免井眼稳定性的问题。
不过，由于强抑制性钻井液在使用过程中会对环境造成一定的影响，因此寻找一种有效的环保抑制剂显得尤为重要。
本文研究的正是在强抑制性钻井液中使用有机胺抑制剂的性能。
首先，我们对不同类型的有机胺进行了筛选，最终选定了一种性能较好的有机胺抑制剂，并将其加入到强抑制性钻井液中。
随后，我们对强抑制性钻井液在不同条件下的性能进行了测试。
实验结果表明，添加有机胺抑制剂后，强抑制性钻井液的性能有了显著的提升。
首先，强抑制性钻井液的电化学性质得到了改善，出现了更为稳定的极化曲线。
同时，经过添加有机胺抑制剂后，强抑制性钻井液的乳化性与泡沫性也得到了一定的提升。
在实际使用中，强抑制性钻井液能够更好地控制井壁的稳定性，保护井眼壁和管柱，提高钻井效率。
值得注意的是，在使用有机胺抑制剂的过程中，需要注意抑制剂的用量。
过多的抑制剂会导致强抑制性钻井液的黏度提高，影响钻井效率。
因此，在实际使用中，需要根据情况对抑制剂的用量进行控制。
总之，本文的研究表明，在强抑制性钻井液中加入适量的有机胺抑制剂能够显著提升钻井液的性能，保障钻井过程的稳定与高效。
同时，也需要在实际应用中注意抑制剂用量的控制，以达到最佳的使用效果。
除了有机胺抑制剂外，还有其他的一些抑制剂也能够同时被用于强抑制性钻井液中。
例如，近年来，针对硬质水层、石灰质地层、钙质岩地层等情况下强抑制性钻井液的抑制效果不佳的问题，一些新型的无机抑制剂也已被引入该领域。
这些无机抑制剂具有优越的抑制性能，但在使用过程中仍需注意对钻井液体系的影响。
此外，值得注意的是，在选择抑制剂时，还需考虑其对环境的影响。
因为一些传统的有机抑制剂可能存在环境污染问题。
在当前环保意识日益提高的背景下，对于环保抑制剂的研究和推广具有十分重要的意义。
钻井液用低聚胺类页岩抑制剂的结构与性能_郭文宇
井井深约 1 100 m 处 ；钠膨润土，阳离子交换容量 CEC 为 0.82 mmol/g。
表 1 不同类别低聚胺 类 别 脂 族 胺 名称 乙二胺 丁二胺 己二胺 二乙烯三胺 乙 三乙烯四胺 烯 胺 四乙烯五胺 五乙烯六胺 聚 醚 胺 EDR148 D230 分子式 NH2CH2CH2NH2 NH2CH2CH2CH2CH2NH2 NH2 （CH2CH2） 2CH2CH2NH2 NH2CH2CH2NHCH2CH2NH2 NH2 （CH2CH2NH） 2CH2CH2NH2 NH2 （CH2CH2NH） 3CH2CH2NH2 NH2 （CH2CH2NH） 4CH2CH2NH2 工 业 NH2 （CH （CH3） CH2O） （CH3） NH2 级 2.5CH2CH NH2 （CH2CH2O） 2CH2CH2NH2 化 学 纯 纯 度 化 学 纯
表 3 低聚胺在黏土上的吸附量 低聚胺 己二 三乙烯 五乙烯 聚胺酸钠 EDR148 D230 胺 四胺 六胺 （DS=2.75） 71 78 77 81 58
nm 之间，说明所有低聚胺分子都平行于黏土晶层， 单层插入其中，与分子结构无关 [5-6]。
3 现场应用
以 D230 为主要原材料，添加少量五乙烯六胺和 自制的二元共聚物制备成聚胺产品 RZPA，其页岩热 滚回收和抑制黏土造浆性能优于同类商品，这是由于 配方中低聚胺对黏土的插层以及共聚物对黏土的包裹 所产生的抑制黏土晶格和渗透膨胀双重作用。RZPA 在江沙 33-8 气井 502 ～ 1 450 m 蓬莱镇组的二开井 浆 中 应 用。 其 邻 井 中 江 19H 井 在 1 000 ～ 1 464 m、 1 800 ～ 2 202 m、3 350 ～ 3 830 m 钻井过程中掉块很 多，因此本井设计要注意防塌和防卡。二开井浆采用 新鲜重浆与胶液混合的方式制得。配方如下。 3 % 膨 润 土 + 1 % 铵 盐 N H 4 H PA N + 1 % 钾 盐 KHPAN+0.3% 包被剂 FA367+0.5% 降黏剂 XY-27+2% 聚 合 物 降 滤 失 剂 DR-8+0.2% 生 石 灰 CaO+2% 磺 化 褐煤 SMC+2% 磺化酚醛树脂 SMP-2+1.5% 磺化沥青 FT342+4% ～ 6% 润 滑 剂 RH220+RZPA+ 重 晶 石 （密 度为 1.3 ～ 1.7 g/cm3） 首次混入 1 t RZPA， 剩下的 0.6 t 配成胶液， 以 “细 水长流”方式添加，确保钻井液体系中 RZPA 含量保 持为 0.8% ～ 1.0%。应用前后的性能见表 4。由表 4 可知，RZPA 能大幅度提高二开井浆的抑制性能，并 且对钻井液其他性能无负面影响。在现场应用中，钻 井液性能稳定且符合设计要求，掉块极少，并且无大 掉块， 页岩热滚回收率在 70% ～ 81% 之间， 钻井顺利。
聚醚胺页岩抑制剂的性能评价及现场应用
聚醚胺页岩抑制剂的性能评价及现场应用郭文宇;彭波【摘要】Performances of various polyetheramines as shale inhibitors in drilling fluids were investigated.The results showed that lower average molecular weight,hydrophobic oxypropylene segment,and plentiful amino group of polyetheramines favored the improvement of inhibitive properties.Among the polyetheramines,D230 possessed optimal inhibitive capabilities as well as well fluid loss properties.Its application temperature was able to reach 150 ℃.D230 had not biological toxi city and could mitigate the corrosion of drilling tools.It had been applied successfully in jiangsha 33-8 well.%考察了各种聚醚胺作为钻井液用页岩抑制剂的性能.结果表明,较低平均相对分子质量、亲油环氧丙烷重复结构单元和丰富的氨端基等结构均有利于聚醚胺抑制性能的提高.在所有聚醚胺牌号中,D230具有最优抑制性并兼顾良好的滤失性能.抗150℃高温,无生物毒性,能缓解钻具腐蚀.该聚醚胺已在江沙33-8井中得到成功应用.【期刊名称】《精细石油化工》【年(卷),期】2017(034)003【总页数】5页(P48-52)【关键词】钻井液;聚醚胺;抑制剂;性能;应用【作者】郭文宇;彭波【作者单位】绵阳师范学院化学与化学工程学院,四川绵阳621000;四川仁智油田技术服务股份有限公司,四川绵阳621000【正文语种】中文【中图分类】TE254+.4在水基钻井液中添加3%～20%的KCl，是抑制页岩水化膨胀的传统方法[1]。
聚醚胺页岩抑制剂的性能评价及现场应用
ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ，ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｚ ｅ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｆｏ ｕ ｒ ｉ ｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ （ ＦＴ－ Ｉ Ｒ） ，ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍｏ ｌ ｅ ｃ ｕ ｌ ａ ｒ
精
４ ８
细
石
油
化
工
Ｓ ＰＥＣＩ ＡＬＩ ＴＹ ＰＥＴＲＯＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬＳ
第 ３ ４卷 第 ３期 ２ ０ １ ７年 ５月
聚 醚 胺 页 岩 抑 制 剂 的 性 能 评 价 及 现 场 应 用
郭 文 宇 ， 彭 波
（ １ ．绵 阳师 范 学 院化 学 与 化 学 工 程 学 院 ， 四川 绵 阳 ６ ２ １ ０ ０ ０ ； ２ ．四川 仁 智 油 田技 术 服 务 股 份 有 限公 司 ， 四川 Ｉ绵 阳 ６ ２ １ ０ ０ ０ ）
优 抑 制 性 并 兼 顾 良好 的滤 失 性 能 。抗 １ ５ ０℃高 温 ， 无生物毒性 ， 能 缓 解 钻 具 腐 蚀 。该 聚 醚胺 已在 江 沙 ３ ３ — ８井 中得到成功 Nhomakorabea用 。
关键词 ： 钻井液
聚 醚胺
抑制剂
性能
应 用
中图分类号 ： ＴＥ２ ５ ４ ． ４
文献标识码 ： Ａ
作 者 简介 ： 郭文 字（ １ ９ ７ ８一 ） ， 女， 副教授 ， 从 事 精 细 化 学 品 的
教 学与 科 研 工 作 ， 已发 表 学 术 论 文 ３ ０余 篇 。 Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ８ ２ ３ １ ２ １ ６ ４ ２
＠ｑ ｑ ． ｃ ｏ ｍ。 基金项 目： 四 川 省 科 技 支 撑 项 目（ ２ ０ １ ４ ＧＺ Ｏ Ｏ ７ Ｏ ） 和 绵 阳 市 科
羟胺页岩抑制剂的合成及其性能研究
羟胺页岩抑制剂的合成及其性能研究WANG Weihang;YU Hongjiang;LI Dejia;WANG Yangmin【摘要】以二乙烯三胺和环氧氯丙烷为原料,将环氧氯丙烷在酸性下的水解产物与二乙烯三胺反应合成羟胺页岩抑制剂.采用单因素法确定了适宜的合成条件,即:二乙烯三胺与环氧氯丙烷水解产物物质的量比为1∶2,反应温度为75℃,反应时间为4h.当页岩抑制剂的加量为1％时,具有较好的抑制性能.并且该页岩抑制剂对钻井液体系的流变性影响较小,与钻井液体系具有良好的配伍性,是一种性能优良的页岩抑制剂.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2019(020)002【总页数】4页(P4-7)【关键词】环氧氯丙烷;二乙烯三胺;页岩抑制剂;钻井液【作者】WANG Weihang;YU Hongjiang;LI Dejia;WANG Yangmin【作者单位】【正文语种】中文在油气田开采过程中，钻井遇泥页岩地层时，由于泥页岩地层中的水敏性黏土矿物含量高，容易发生水化膨胀并分散，导致钻井过程中出现井壁失稳、钻头泥包和井眼净化等一系列问题[1-3]，从而增加钻井难度。
国内外最初使用油基钻井液，利用其高效的抑制性解决地层水敏性问题，但是高成本和环境污染等问题限制了油基钻井液的应用[4-6]。
含胺优质水基钻井液是近年来提出的符合现代钻井要求的高性能水基钻井液，这种钻井液具备油基钻井液优异的抑制性和润滑性[7-11]。
页岩抑制剂作为高性能水基钻井液的关键处理剂，实质上是一种低分子胺基聚合物[12-14]，其分子结构中含有的胺基基团可以很好地吸附在黏土颗粒上，减少黏土对水分的吸收，具有很强的抑制页岩水化膨胀的能力，并且对地层的损害较小。
笔者采用环氧氯丙烷水解产物和二乙烯三胺合成了羟胺类页岩抑制剂，其分子结构中含有抑制作用基团—NR和吸附水化基团—OH，并对其抑制性能进行了评价。
1 实验部分1.1 原料及仪器环氧氯丙烷，化学纯；二乙烯三胺，分析纯。
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理论上 ， 只有当钻井液 ｐ Ｋ ａ低 或 相 Ｈ 值比 ｐ 近 时， 胺 化 合 物 才 能 质 子 化 从 而 起 到 抑 制 作 用。 页岩热滚回收率随 这就是为 什 么 当 ｐ Ｈ ≥９ 时 ， 页岩 Ｈ＜９ 时 ， Ｈ 值增 加 而 降 低 的 原 因 。 而 当 ｐ ｐ 热滚回收率反而也轻微下降 。 这可能是因为较低 的ｐ Ｚ Ｐ Ａ 中 丙 烯 酸／二 烯 丙 基 二 甲 基 Ｈ 值导致 Ｒ 氯化铵二元共聚物分子链发生卷曲的缘故 。 高温作用会导致有机处理剂分子化学结构发
胺不仅作用于黏土表面 ， 而且穿透黏土夹层 ， 通过 阳离子交 换 方 式 解 吸 附 黏 土 上 带 水 化 膜 的 阳 离 子， 中和黏土颗粒上部分负电荷 ， 降低黏土亲水能 力 。 利用静电 、 氢键多点链接将相邻黏土片层束 缚在一起 ， 降低黏土层间距 ， 最终抑制黏土晶格膨
７］ 以及结构中所含非离子 胀 。 同时 ， 聚胺弱 碱 性 ［ ８］ 决定了它不会过多干扰钻井液的分 弱亲水基团 ［
１ ０］ 。 这与 Ｋ 用［ Ｃ ｌ以及 Ｒ Ｚ Ｐ Ａ 的作用机理完全不
２． ２ 现场应用 江沙 １ １ ０ ２ ＨＦ 和 １ ０ ２ ＨＦ 是 西 南 油 气 分 公 司 － 部署在四川盆地川西坳陷中江鼻状构造上相邻的 一口评价／水平 气 井 和 一 口 开 发／水 平 气 井 ， 大部 分井 段 含 泥 页 岩 ， 易 水 化 分 散， 造 浆 性 强， 对钻井 液抑制性要求高 。 江沙 １ ０ ２ Ｈ Ｆ 井的二开钻井液组分为Ｃ Ｌ Ａ Ｙ＋ ２ ８＋ ＫＨ Ｐ Ａ Ｎ＋ＮＨ Ｐ Ａ Ｎ＋ Ｆ Ａ ３ ６ ７ ＋Ｘ Ｙ ７ ＋Ｄ Ｒ － － ４Ｈ ２＋Ｆ Ｋ Ｃ ｌ＋Ｃ ａ Ｏ＋Ｓ Ｍ Ｃ＋Ｓ Ｍ Ｐ Ｔ ３ ４ ２ ＋Ｒ Ｈ ２ ２ ０＋ － 在此 基 础 上 加 入 质 量 分 数 为０ Ｂ ａ Ｓ Ｏ ． ８ ％的 Ｒ Ｚ － ４， ／ — 、 按Ｇ 标准测密度 值 Ｐ Ａ， Ｂ Ｔ １ ６ ７ ８ ３ ． １ ２ ０ ０ ６ Ｈ ρｐ 和各种流变数据 ， 室内验证 Ｒ Ｚ Ｐ Ａ 对钻井液性能的 。 测试温度 ： 影响 ， 结果见表 ２ 钻井液出口温度 ５ ５ 离心机分离出钻井液液相作 ℃ 和井底温度 １ ０ ０ ℃； 为页岩热滚工作液 ， 页岩矿取自蓬莱镇组钻屑 （ 下 。 由表 ２ 可见 ： 加入 Ｒ 同） Ｚ Ｐ Ａ 并没有对钻井液体 系密度 、 流变和失水等性能产生负面影响 ， 并且 提 高页岩热 滚 回 收 率 ５ 说明 Ｒ ０ ％ 以 上， Ｚ Ｐ Ａ 在该气 田区块可以使用 。
＋
造浆和滤失实验 ， 结果见 图 ６。 由 图 ６ 可 以 看 出 ： 表 观 黏 度 ＡＶ 和 Ｚ Ｐ Ａ 的页岩热滚 回 收 率 最 高 ， Ｒ 动切 力 Ｙ Ｐ 以及 Ａ Ｐ Ｉ 失 水 量 最 低。 这 说 明 了 而且对钻井液 Ｚ Ｐ Ａ不仅具 有 优 异 的 抑 制 能 力 ， Ｒ 失水造壁性的负面影响也最弱 。
＋ ２＋ ２＋ 、 是最常 钻井液施工中 ， Ｎ Ｍ Ｃ ａ ａ Ｋ＋ 、 ｇ 、
遇见的 ４ 种 金 属 离 子 。 图 ５ 为 在 常 温 热 滚 下 ， 这 些碱 （ 土） 金属氯化盐对 Ｒ Ｚ Ｐ Ａ 页岩热滚回收率 的影响 。 与预期 一 样 ， Ｃ ｌ的 抑 制 性 的 确 远 不 如 Ｋ ） 其回收率还不及 ｗ Ｋ Ｒ Ｚ Ｐ Ａ。 即便 ｗ（ Ｃ ｌ ＝１ ８％ ，
第３ １卷 第４期
郭文宇 ， 等． 钻井液用聚胺页岩抑制剂 Ｒ Ｚ Ｐ Ａ 的性能与应用
３
（ ／ 在 ｗ（ Ｒ Ｒ Ｚ Ｐ Ａ） ＝０． ８％ 的 １ ３。 此 外 ， Ｚ Ｐ Ａ） ＝ ， 发现抑制性不增反降 。 再加入 Ｋ Ｃ ｌ ０． ８％ 基础上 ， 这可能是因为 Ｋ 比 Ｒ Ｚ Ｐ Ａ 中任一组分的分子尺
图 １ 露头岩屑的 Ｘ Ｒ Ｄ 衍射
页岩热滚回收率随 Ｒ １ ５ ０ ℃ 热滚后 ， Ｚ Ｐ Ａ质 量分数 变 化 曲 线 如 图 ２ 所 示 。 由 图 ２ 可 见 ： 随着 回 收 率 大 幅 提 高。 但 由 Ｚ Ｐ Ａ 质量分数 的 增 加 ， Ｒ 于聚胺插入 、 吸附在黏土片层间的空间有限 ， 最终 导致回收率随质量分数的变化趋于平缓 。 用乙 酸 或 固定工作液中 ｗ（ Ｒ Ｚ Ｐ Ａ） ＝０． ８％ ， 氢氧化钠调节 ｐ ５ ０ ℃ 热滚 ， Ｈ 值 。１ Ｈ 值对页岩 ｐ 热滚回收率的影响如图 ３ 所示 。Ｒ Ｚ Ｐ Ａ 中主要成 分胺化合物所含氮原子的 ｐ 电子云容易接受质子 而带正电荷 ， 甚至夺取水中的质子使溶液呈碱性 ，
散造壁性 。
［ ］ 笔者对自 主 研 发 聚 胺 Ｒ Ｚ Ｐ Ａ ８－９ 的 性 能 进 行 了现场应用 评 价 。 结 果 表 明 ： Ｚ Ｐ Ａ 的抑制能力 Ｒ
明显优于国内同类产品 。 １ 实验部分 １ 原料与仪器 １． 理 化 性 能 见 表 １） 和其他 页岩抑制剂 Ｒ Ｚ Ｐ Ａ（ 钻井液用处理剂 ， 工业级 ， 四川仁智油田技术服务 股份有限公司 。
］ ］ １ ３ ２ ６ － － 。 其 作 用 机 理 为［ ： 聚 井液性能 稳 定 的 矛 盾 ［
Ｄ 中压滤失仪、 Ｎ Ｎ ６ Ｂ 旋转黏度计、 Ｇ Ｒ Ｌ Ｓ Ｚ Ｂ －Ｄ － 青岛同春石油仪器有限公司 ； ９ 变频滚子加热炉， Ｌ － 长沙湘仪离心机仪器有限公司； ５ ５ ０离心机， ｅ ｒ ｔ Ｘ’ Ｐ 荷兰 Ｐ Ｐ Ｒ Ｏ Ｍ Ｐ Ｄ 衍射仪， Ａ Ｎ ａ ｌ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ公司。 ｙ
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精 细 石 油 化 工Fra bibliotek２ ０ １ ４年７月 ＮＨ２ ＋Ｈ２Ｏ ＮＨ３ ＋ ＋ＯＨ－ Ｒ 幑幐Ｒ （ ） １
／ 然 后， 体 系 冷 却 至 室 温， 参考 Ｇ Ｂ Ｔ １ ６ ７ ８ ３． １— 用旋转黏度计测 量 并 计 算 钻 井 液 各 种 ２ ０ ０ ６ 标准 ， 宾汉流变参 数 。 该 实 验 模 拟 的 是 在 钻 井 过 程 中 ， 富含水敏性黏土矿的钻屑混入钻井液 。 钻屑吸水 后膨胀 、 分散 必 然 会 引 起 钻 井 液 增 稠 。 各 种 流 变 参数值越低说明抑制性越好 。 ４ Ａ Ｐ Ｉ滤失量 １． 将钻井液置于滚子加 热 炉 中 ， 在常温热滚１ ６ ） ／ 参考 Ｇ ｈ。Ａ Ｐ Ｉ失 水 量 （ Ｌ Ａ Ｐ Ｉ Ｂ Ｔ １ ６ ７ ８ ３． １— Ｆ 使用滤 失 仪 在 室 温 和 ０． ２ ０ ０ ６ 标准 ， ６ ９ ＭＰ ａ压 差 条件下获得 。Ｆ Ｌ Ａ Ｐ Ｉ值越低说明滤失性能越好 。 １． ５ Ｘ 射线衍射 电压和电流分别设为 ４ Ｋ 放射源 ， ｕ ５ｋ Ｖ和 Ｃ ４ ０ｍＡ。 ２ 结果与讨论 １ 室内性能评价 ２． Ｚ Ｐ Ａ 聚胺 Ｒ
＋ 中图分类号 ： Ｅ ２ ５ ４ Ａ ４ 文献标识码 ： Ｔ
容易水化 、 泥页岩地层中水敏性黏土含量高 ， 膨胀并分散 ， 从而导致钻井过程中出现井壁失稳 ， 井径 扩 大 、 卡 钻、 扭矩和阻力增大等井下复杂情 况 。 使用水基钻 井 液 钻 探 泥 页 岩 地 层 时 ， 通常可 添加无机盐 到 钻 井 液 中 抑 制 泥 页 岩 水 化 。 然 而 ， 使用大量无机盐 不 仅 会 使 黏 土 絮 凝 ， 导致钻井液 滤失量增大 ， 触变性丧失 ， 而且还会降低其他处理 剂功效 ， 同时污染环境 。 聚胺作为页岩抑制剂能兼顾传统水基钻井液 的抑制性和分散 造 壁 性 ， 缓解地层井壁稳定和钻
（ 绵阳师范学院化学与化学工程学院 ， 四川 绵阳 ６ ２ １ ０ ０ ０； １． ） 四川仁智油田技术服务股份有限公司技术中心 ， 四川 绵阳 ６ ２． ２ １ ０ ０ ０ 摘要 ： 评价了一种钻井液用聚胺页岩抑制剂 Ｒ Ｚ Ｐ Ａ 的应用性能。结果表明： Ｚ Ｐ Ａ 的抑制能力明显优于国内 Ｒ 最后变化趋于平缓。产 同类产品 ， 并且不影响钻井液滤失性 。 页岩热滚回收率随 Ｒ Ｚ Ｐ Ａ 用量的增加而增加，
表 １ Ｒ Ｚ Ｐ Ａ 理化性能
外观 （ ·ｃ 密度／ ｍ－３） ｇ 值 Ｈ ｐ ·ｓ ） （ 黏度／ Ｐ ａ ｍ 倾倒点／℃
－１） ·ｇ （ 全胺含量／ ｏ ｌ ｍｍ ·Ｌ－１） ／ （ 生物毒性 ） Ｅ Ｃ ｍ ｇ ０（ ５
浅褐色液体 ０． ９ ５～１． ０ ８ １ ０～１ ０． ５ ８ ０～２ ０ ０ ０ ≤ －１ ５． ３ （ 无毒 ） ５ ４ ０ ０ ０
为多乙 烯 多 胺 、 低平均相对分
子 质 量 聚 醚 胺 和 丙 烯 酸／二 烯 丙 基 二 甲 基 氯 化 铵 二元低聚 物 的 水 溶 液 混 合 物 。 将 Ｒ Ｚ Ｐ Ａ 溶于水 配成工作液 ， 页 岩 矿 取 自 户 外 露 头 岩 屑。露 头 岩 屑Ｘ 其 主 要 物 相 为 蒙 脱 石， 另含 Ｒ Ｄ 衍 射 见 图 １， 。 石英和白云母 ）
＋ ２＋ ２＋ 、 品抗温达 ２ 与Ｎ 已在四 氯化盐配合使用有 协 同 增 效 作 用 ， ａ １ ０ ℃， Ｈ 值使用范围为 ７～１ ０． ５， ａ Ｍ ｐ ｇ 和Ｃ
川德阳的江沙 １ ０ ２ ＨＦ 气井钻探中得到成功应用 。 １ － 关键词 ： 钻井液 聚胺 抑制剂 应用性能 现场应用
第３ １卷 第４期 ０ １ ４年７月 ２
精 细 石 油 化 工
Ｓ Ｐ Ｅ Ｃ Ｉ Ａ Ｌ Ｉ Ｔ Ｙ Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ Ｏ ＣＨＥＭ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ Ｓ
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钻井液用聚胺页岩抑制剂 Ｒ Ｚ Ｐ Ａ 的性能与应用
彭 波２＊ ， 李真伟２， 张龙军２， 彭世祥１，２， 袁秋月２， 张福成１， 李 刚１ 郭文宇１，
［ ７］ ） 所示 ： 如式 （ １
生变化 ， 包括主链的断裂 、 功能基团与主链连接键 的断裂 、 以及功能基团的一些化学变化 。 另外 ， 高 温还会降低处理 剂 与 黏 土 的 吸 附 ， 从而恶化处理 的 剂 性 能 。 在 室 温 ～２ 热 滚 温 度 范 围 内， １ ０℃ ， 见图 ４） Ｚ Ｐ Ａ均具有很好的页岩热滚回收性能 （ Ｒ 说明其抗温能力 很 强 ， 能充分满足现有大部分高 温深井的要求 。