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一种梳状聚合物微锰分散剂

李怀科 王志永 张宇飞 郝彬彬 王正夫 王文豪 谭业邦

李怀科,王志永,张宇飞,等. 一种梳状聚合物微锰分散剂[J]. 钻井液与完井液,2025,42(6):829-835 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.06.016
引用本文: 李怀科,王志永,张宇飞,等. 一种梳状聚合物微锰分散剂[J]. 钻井液与完井液,2025,42(6):829-835 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.06.016
LI Huaike, WANG Zhiyong, ZHANG Yufei, et al.A comb polymer for dispersing micro-manganese weighting material[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2025, 42(6):829-835 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.06.016
Citation: LI Huaike, WANG Zhiyong, ZHANG Yufei, et al.A comb polymer for dispersing micro-manganese weighting material[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2025, 42(6):829-835 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.06.016

一种梳状聚合物微锰分散剂

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2025.06.016
基金项目: 中海油田服务股份有限公司揭榜挂帅项目“超高温高压储层保护钻完井液体系研究”(YHB23YF001)。
详细信息
    作者简介:

    李怀科,高级工程师,1983年生,2009年毕业于中国石油大学(北京)油气井工程专业,现在主要从事钻完井液产品及体系的研发。电话 (022)59551673;E-mail:lihk6@cosl.com.cn

    通讯作者:

    谭业邦,教授,1998年获得中山大学高分子化学与物理专业博士学位,主要研究方向为油田化学品和功能高分子的研发工作。电话 (0531)88363502;E-mail:ybtan@email.sdu.edu.cn/ybtan@sdu.edu.cn。

  • 中图分类号: TE254.4

A Comb Polymer for Dispersing Micro-Manganese Weighting Material

  • 摘要: 为确保微锰加重剂在完井液中的分散,选用甲基丙烯酸钠和甲基烯丙基聚氧乙烯醚通过自由基聚合制备了不同组成的梳状聚合物型微锰分散剂PSH,用红外光谱、核磁共振确定了共聚物结构,探究了不同梳状聚合物微锰分散剂对钻完井液体系的降黏性及沉降稳定性的影响,提出了聚合物分散剂对微锰加重剂的分散机理。结果发现,甲基丙烯酸钠-甲基烯丙基聚氧乙烯醚共聚物对微锰加重剂的分散性能较好,分散剂PSH2、PSH3和PSH4对于微锰浆液都具有良好的降黏作用,其中PSH3样品经高温210℃老化后降黏率达到46.7%;加入PSH3后完井液体系的沉降因子从0.5290降低到0.5096。当分散剂中的甲基烯丙基聚氧乙烯醚单体含量适中时,分散剂可以达到最优的分散效果。

     

  • 图  1  PSH1的核磁共振氢谱

    图  2  HPEG和PSH的红外光谱

    图  3  分散剂PSH的热重曲线和微分热重曲线

    图  4  PSH分散的微锰悬浮液的粒径分布

    图  5  不同浓度PSH3微锰悬浮液的粒径分布

    图  6  不同分散剂的锚固和排斥作用示意图

    图  7  不同微锰分散体系的透射光和背散射光曲线

    图  8  不同微锰分散体系的TSI曲线

    图  9  微锰分散体系的显微镜照片

    表  1  PSH分散剂的合成配比、聚合物的组成分子量和分布及产率

    样品 nSMA/nHPEG
    (投料
    组成比)
    nSMA/nHPEG
    (聚合物
    组成比)
    Mn/
    g·mol−1
    Mw/
    g·mol−1
    Mw/Mn 产率/
    %
    PSH1 10.0 10.3 7286 18652 2.560 78.1
    PSH2 15.0 14.6 7639 21450 2.808 85.6
    PSH3 20.0 19.5 7810 16167 2.070 82.3
    PSH4 25.0 26.2 7031 18822 2.677 82.9
    PSH5 30.0 29.1 7724 19951 2.583 84.2
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    表  2  微锰浆液210℃热滚16 h前后的性能变化

    样品实验条件降黏率/
    %
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    空白组热滚前10.714.09.018.5
    热滚后30.015.011.020.5
    PSH1热滚前12.510.017.5
    热滚后43.310.510.015.5
    PSH2热滚前7.120.516.028.5
    热滚后46.78.58.012.5
    PSH3热滚前14.313.010.018.0
    热滚后43.38.08.012.0
    PSH4热滚前12.010.017.0
    热滚后08.58.012.5
    PSH5热滚前15.510.020.5
    热滚后15.010.020.0
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    表  3  微锰完井液体系的流体密度

    样品名称 ρ/(g·cm−3 ρ/(g·cm−3 SF
    空白组 1.756 1.972 0.5290
    PSH1 1.760 1.889 0.5177
    PSH2 1.880 2.003 0.5158
    PSH3 1.986 2.064 0.5096
    PSH4 1.910 2.016 0.5135
    PSH5 1.306 1.561 0.5445
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-05-25
  • 修回日期:  2025-07-03
  • 网络出版日期:  2025-12-08
  • 刊出日期:  2025-12-08

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