新型Gemini兩性表面活性劑的制備及頁(yè)巖抑制性能評(píng)價(jià)

蘇慕博文

摘 ?????要：針對(duì)涪陵地區(qū)泥頁(yè)巖含量較高，井壁失穩(wěn)、坍塌現(xiàn)象頻發(fā)的問(wèn)題，以小分子有機(jī)胺、溴代十二烷和二溴乙烷為單體共聚合成了一種新型Gemini兩性離子聚合物頁(yè)巖抑制劑，室內(nèi)考察了該抑制劑的常規(guī)抑制性能、耐溫抗鹽性能以及對(duì)鉆井液性能的影響，結(jié)果表明，加入2.0%Gemini可以使泥頁(yè)巖鉆屑滾動(dòng)回收率達(dá)到91%以上，并具有良好的抑制膨潤(rùn)土造漿能力，抑制效果明顯優(yōu)于無(wú)機(jī)鹽類抑制劑;同時(shí)具有良好的耐溫抗鹽性能;Gemini對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鉆井液體系的流變性和濾失量的影響較小，具有較好的配伍性，同時(shí)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)果表明合成的Gemini抑制劑能夠滿足涪陵地區(qū)鉆井要求。

關(guān) ?鍵 ?詞：涪陵地區(qū);抑制劑;表明活性劑;鉆井液

中圖分類號(hào)：TE 39 ??????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ??????文章編號(hào)： 1671-0460（2019）06-1194-04

Abstract： Aiming at the problems of high content of shale in Fuling area， the instability of well wall and frequent collapse， a new type of Gemini amphoteric polymer as shale inhibitor was synthesized by copolymerization of small molecular organic amines， bromosodecane and dibromoethane. Indoor investigation of the inhibitor's conventional inhibition properties， temperature and salt resistance and impact on the performance of drilling fluids was carried out. The results showed that the addition of 2.0% Gemini inhibitor made the shale drill cuttings recovery rate reach more than 91 %， and the inhibitor had a good ability to inhibit the pulping ability of bentonite， the inhibition effect was significantly better than inorganic salt inhibitors; at the same time it had good temperature and salt resistance; The Gemini inhibitor had little influence on the rheology and fluid loss of the on-site drilling fluid system， and had good compatibility. Field testing results showed that the synthetic Gemini inhibitor can meet the drilling requirements in Fuling.

Key words： Fuling area; Inhibitor; Surfactant; Drilling fluid

常規(guī)水基鉆井液在鉆遇富含黏土礦物的泥頁(yè)巖地層段時(shí)，由于泥頁(yè)巖易水化膨脹，導(dǎo)致地層造漿，出現(xiàn)井壁失穩(wěn)的現(xiàn)象，從而造成地層損害，影響鉆井質(zhì)量和油田開發(fā)效果[1-2]。油基鉆井液由于能抗高溫、抗鹽鈣侵、有利于井壁穩(wěn)定、潤(rùn)滑性好和對(duì)油氣層損害程度較小等多種優(yōu)點(diǎn)在鉆遇泥頁(yè)巖地層時(shí)廣為使用[3-4]，然而，油基鉆井液的配制成本比水基鉆井液高得多，使用時(shí)往往會(huì)對(duì)井場(chǎng)附近的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，而且與使用水基鉆井液相比機(jī)械鉆速一般較低，隨著近年來(lái)國(guó)家對(duì)環(huán)保工作的重視程度越來(lái)越大，油基鉆井液的應(yīng)用受到了較大的影響[5-6]。因此，高性能水基鉆井液是目前國(guó)內(nèi)外眾多專家和學(xué)者研究的熱門項(xiàng)目，其中針對(duì)易膨脹的泥頁(yè)巖地層采用的水基鉆井液體系，頁(yè)巖抑制劑是其核心處理劑之一，同時(shí)也是一個(gè)攻關(guān)的難點(diǎn)[7-8]。

目前，國(guó)外很多石油公司（包括哈里伯頓、貝克休斯以及殼牌集團(tuán)等）都在積極研發(fā)適合水基鉆井液用的泥頁(yè)巖抑制劑，并且取得了一定的現(xiàn)場(chǎng)效果，澳大利亞NorthWestShelf氣田是一口深水探井，采用傳統(tǒng)的水基鉆井液體系經(jīng)常發(fā)生鉆頭泥包現(xiàn)象，由于采用了貝克休斯新研制的鉀離子抑制劑，無(wú)漏失現(xiàn)象，且取得了較好的應(yīng)用效果[9-10]。國(guó)內(nèi)常用的泥頁(yè)巖抑制劑種類有無(wú)機(jī)鹽類、聚胺類、聚有機(jī)硅胺類等，其中聚胺類抑制劑的應(yīng)用較為廣泛，主要有銨基陽(yáng)離子、季銨鹽、聚胺酸、多羥基烷基銨鹽、二胺、聚乙氧基二胺和新型伯二胺等種類、但此類抑制劑往往存在用量大、與鉆井液體系配伍性差、陽(yáng)離子基團(tuán)毒性較大等問(wèn)題[11-15]。而兩性離子聚合物中同時(shí)含有陰陽(yáng)離子基團(tuán)，在抑制性和維持鉆井液性能穩(wěn)定方面具有較大的優(yōu)勢(shì)[16-22]。

本文針對(duì)涪陵地區(qū)某區(qū)塊地層泥頁(yè)巖含量較高，井壁失穩(wěn)、坍塌現(xiàn)象頻發(fā)的問(wèn)題，以小分子有機(jī)胺、溴代十二烷和二溴乙烷為單體共聚合成了一種新型Gemini兩性離子聚合物頁(yè)巖抑制劑，室內(nèi)考察了該抑制劑的常規(guī)抑制性能、耐溫抗鹽性能以及對(duì)鉆井液性能的影響，同時(shí)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，該新型抑制劑的抑制性能可以較好的滿足涪陵地區(qū)鉆井的要求。

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