抗高溫抑制性有機硅降濾失劑的合成與評價

劉喜亮

（中海油田服務股份有限公司湛江分公司，廣東湛江 524057）

淺部地層油氣資源的日益枯竭，促使勘探與開發工作重點向深部地層油氣資源轉移[1]。在深井、超深井（塔里木、四川、渤海灣等）鉆探過程中，由于地溫梯度大（超過2.5 ℃/100m），垂深越大，儲層溫度越高[2]，以及鉆井液在井筒內停留時間長，使鉆井液處理劑在高溫條件下易出現分子鏈斷裂、功能性基團變異或脫落[3]，導致處理劑無法保證鉆井液流變攜巖性能、抑制性以及護壁性能[4，5]。井壁失穩是深井鉆井作業中最為常見的難題之一，由于鉆井液體系在高溫下濾失量大，滲入孔喉中導致巖石孔隙壓力增大，弱化了鉆井液對井壁的有效支撐，且以水為主要成分的濾液未能有效地抑制井壁巖石水化膨脹，進而改變井壁應力分布，易造成井壁失穩，嚴重時可導致鉆井失敗[6]。基于此，筆者以AM、SSS、DMC、硅烷偶聯劑A171 為聚合單體制備了一種抗高溫抑制性兩性離子有機硅降濾失劑，以期滿足高溫、易水化地層的鉆井要求。

1 實驗部分

1.1 主要原料

丙烯酰胺（AM）、苯乙烯磺酸鈉（SSS）、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC）、乙烯基三甲氧基硅烷（A171）、Na2CO3、NaOH、無水乙醇、（NH4）2S2O8及NaHSO3（分析純國藥集團化學試劑公司）。

1.2 合成方法

量取200 mL 去離子水，加入裝有攪拌器、冷凝管的三口燒瓶中，依次加入25 g AM、8 g SSS 以及一定量的DMC，采用NaOH 固體調節溶液的pH 值至7，將裝有溶液的三口燒瓶置于恒溫水浴鍋中加熱至一定溫度，通氮氣30 min 后，加入（NH4）2S2O8-NaHSO3（質量比為1:1，下同）和一定量的A171，恒溫攪拌條件下反應5 h 后，得到粗產物，通過減壓蒸餾、無水乙醇洗滌后，烘干得到固體粉末，即得有機硅降濾失劑。……