抗高溫有機硅降濾失劑的合成及性能評價*

由福昌，周書勝，韓銀府，符 合，高 陽

（荊州嘉華科技有限公司，湖北 荊州 434000）

近年來，丙烯酰胺類聚合物常作為水基鉆井液的重要處理劑之一，使鉆井液性能滿足現場工程需求[1]，當其作為鉆井液降濾失劑時，聚合物分子中含有大量的酰胺基，作為吸附基團，使聚合物分子穩定地吸附在黏土表面，可避免黏土顆粒碰撞而聚集，使黏土表面形成水化膜[2]。在壓差下，鉆井液固相堆積形成泥餅，水化膜受壓變形使泥餅的滲透率降低，達到降濾失作用。隨著常規油氣資源的開發使其逐漸衰竭，促使鉆探工作向深部地層油氣資源投入[3]，油氣資源埋藏深、地溫梯度大使井筒溫度超過170℃。受高溫影響，使降濾失劑分子難以穩定吸附在黏土表面。降濾失劑分子脫附后，黏土聚集沉淀，鉆井液中的網架結構遭受破環，使鉆井液性能濾失量明顯增大，護壁性能差[4]。如何提高降濾失劑分子在高溫作用對黏土表面發生牢固吸附這一問題值得深入研究。近年來，學者通過功能性單體優化設計以及黏土層間結構分析，常通采用過硅烷偶聯劑對聚合物進行改性，在分子上引入硅羥基，使分子與黏土表面羥基發生縮聚反應，形成Si-O-Si 鍵，該鍵斷裂能壘高，在高溫下不易斷裂，對黏土吸附能力強[5-7]。常見硅烷偶聯劑有乙烯基三甲氧基硅烷（A-171）、乙烯基三乙氧基硅烷（A-151）、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷（A-172）、γ－（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570），使降濾失劑具有抗高溫、抗鹽性能。基于上述分析，本文采用丙烯酰胺（AM）、乙烯基三甲氧基硅烷（A-171）、N-乙烯基己內酰胺（NVCL）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）為單體制備抗高溫有機硅降濾失劑，并評價了其性能。……