鉆井液用多功能陽離子聚合物乳液研制及其作用機制

作者：周寶義,趙賢正,章超,王子毓,盧震,黃賢斌

摘要：以苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨為單體,合成一種陽離子聚合物乳液ZD-1;通過頁巖線性膨脹實驗、泥頁巖熱滾回收實驗和粒度分析評價ZD-1的抑制性能,分析其抑制機制;使用污染前后低滲人造巖心氣測滲透率變化評價其封堵性能;利用極壓潤滑性能實驗評價其潤滑性能。結果表明:與常用頁巖抑制劑聚醚胺和氯化鉀相比,ZD-1具有較好的抑制頁巖水化膨脹和分散的能力,膨潤土巖心試樣16 h的膨脹率相對于氯化鉀有大幅度降低,當質量分數為2.0%時,易水化泥頁巖巖屑的熱滾回收率超過80%;納米級別的ZD-1顆粒表面具有陽離子基團,能夠中和膨潤土表面的負電荷、提高泥頁巖表面的疏水性,并可通過吸附作用在泥頁巖表面形成疏水層來降低水對泥頁巖的侵入,從而達到抑制泥頁巖水化膨脹和分散的作用;ZD-1可有效封堵低滲巖心,2%加量下封堵率大于90%,性能優于磺化瀝青;ZD-1作為球形納米級顆粒,有利于提高鉆井液的潤滑性,摩阻系數降低率高于固體潤滑劑石墨。

發文機構：中國石油大港油田公司 中國石油大學（華東）石油工程學院

關鍵詞：陽離子聚合物乳液多功能頁巖抑制潤滑封堵鉆井液cationic polymer latexmulti-functionalshale inhibitionlubricatingpluggingdrilling fluid

分類號： TE254.3[石油與天然氣工程—油氣井工程]