鉆井液防黏附劑的合成與性能評(píng)價(jià)

李之軍 蒲曉林 吳文兵 劉 建 余越霖 劉 鷺

在鉆井液中加入防黏附劑，防止鉆頭泥包或局部被鉆屑黏附是提高鉆速有效手段之一。通過(guò)腐植酸磺化-酰氯化-酰胺化一系列反應(yīng)合成了鉆井液防黏附劑，篩選出最佳合成途徑為：腐植酸與濃硫酸在質(zhì)量體積比3∶5、溫度160 ℃的條件下反應(yīng)8 h，生成磺化腐植酸；然后與過(guò)量二氯亞砜在70 ℃下反應(yīng)6 h，生成腐植酰氯；最后按腐植酰氯與脂肪胺質(zhì)量比25∶4加入脂肪胺，0～10 ℃下反應(yīng)4 h。對(duì)防黏附劑性能的評(píng)價(jià)結(jié)果表明，防黏附劑可將鉆頭和巖屑表面由強(qiáng)親水性轉(zhuǎn)變?yōu)槿跤H水性，并能大幅降低鉆井液表面張力。防黏附劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)由0增至1.5%時(shí)，水溶液潤(rùn)濕接觸角由33°增至68.3°，表面張力由74.4 m N/m降為42.0 m N/m。在4%膨潤(rùn)土漿中加入2%防黏附劑，潤(rùn)滑系數(shù)由0.43降至0.27；膨潤(rùn)土巖心在1.5%防黏附劑水溶液中的膨脹率為1.6%(2 h)和3.5%(16 h)，潤(rùn)滑性和抑制性較好。