6增黏特性
室內(nèi)評價了新合成的聚合物增黏劑SDTP、國外抗高溫增黏劑HE300及抗高溫增黏降濾失劑Driscal D三種產(chǎn)品在4%淡水基漿及5%鹽水基漿中經(jīng)220℃、16 h老化前、后的增黏性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。
由圖3可知,HE300和Driscal D在淡水基漿中增黏效果與SDTP相比較好,而在鹽水基漿中DriscalD和SDTP的增黏效果與HE300相比較好,經(jīng)220℃高溫老化后,HE300和Driscal D在淡水基漿和鹽水基漿中表觀黏度降落幅度均較大,而SDTP則降落幅度較小,黏度堅(jiān)持率較高。在淡水基漿中HE300、Driscal D及SDTP老化后的表觀黏度分別為20 mPa·S、25.5 mPa·S和39.5 mPa·S,老化前、后表觀黏度堅(jiān)持率分別為36.36%、56.04%和90.81%;而在鹽水基漿中HE300、Driscal D及SDTP老化后的表觀黏度分別為11 mPa·S、17mPa·S和35.5mPa·S,老化前、后表觀黏度堅(jiān)持率分別為36.07%、44.74%和95.95%。3種耐高溫產(chǎn)品的對比實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明新研制的聚合物鉆井液增黏劑SDTP具有較好的抗高溫增黏性能及抗鹽才干。
2.7溫敏特性
采用DV一11+Pro數(shù)字式黏度計(jì)測試1%SDTP水溶表觀液黏度隨溫度的變化關(guān)系,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。
由圖4可知,含有溫敏性單體NVCL的聚合物SDTP的臨界締合溫度為30℃,同時間接地反映出溫敏性單體N一乙烯基己內(nèi)酰胺成功引入到聚合物分子鏈中。SDTP水溶液表觀黏度隨溫度的升高呈先降低后升高,而當(dāng)溫度升至80。C至105℃時,SDTP水溶液表觀黏度趨于穩(wěn)定。這是由于SDTP分子中同時含有親水基團(tuán)一S03和疏水七元環(huán)側(cè)鏈及疏水的苯環(huán),當(dāng)溫度低于臨界締合溫度時,SDTP分子鏈中的水化基團(tuán)作用強(qiáng)于疏水基團(tuán)的疏水作用,SDTP呈現(xiàn)水溶性,升高溫度不利于親水基團(tuán)的水化作用,表現(xiàn)出黏度降低;而當(dāng)溫度抵達(dá)臨界締合溫度時,隨著溫度的繼續(xù)升高,SDTP分子鏈的水化作用持續(xù)削弱,但疏水七元環(huán)側(cè)鏈及苯基的疏水締協(xié)作用逐漸增強(qiáng),分子流膂力學(xué)半徑增加,表現(xiàn)出聚合物水溶液表觀黏度隨溫度升高反而增加,且由于SDTP中所含親水性一S03含量適中,保證了聚合物分子鏈的強(qiáng)親水性,使得疏水基團(tuán)的疏水締合相堅(jiān)持在微觀相分別態(tài),因而不會產(chǎn)生沉淀析呈現(xiàn)象。
2.8低密度抗高溫鉆井液體系的優(yōu)化
室內(nèi)經(jīng)過優(yōu)選現(xiàn)場常用處理劑,優(yōu)化出了一套抗超高溫低膨潤土低密度鉆井液體系,鉆井液體系組成為:2.0%膨潤土漿+0.3%SDTP+4.0%SMP一3+2.0%DBFT+1.5%CXB一3+3.O%SD505+0.8%SF一260,鉆井液密度為1.049/cm3,測試了該鉆井液體系經(jīng)230℃、16 h老化前、后的鉆井液基本性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表5所示。
由表5可知,該鉆井液體系經(jīng)高溫老化后,表觀黏度、靜切力和動切力均有所降低,塑性黏度和濾失量略有升高,動切力老化后仍較大,低密度鉆井液增黏提切效果理想,均能滿足理論鉆井工程的基本懇求;老化后表觀黏度為46 mPa·S,相關(guān)于老化前黏度堅(jiān)持率為82.I%,說明該鉆井液體系有良好的抗溫性能。
2.9機(jī)理分析
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