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钻井液用低粘度澳门威利斯人88038的研制

发布日期:2015-04-18 17:23:39
钻井液用低粘度澳门威利斯人88038的研制
  澳门威利斯人88038(CMC)作为一种具有增稠、 悬浮、分散、降滤失等独特性能的流变助剂,广泛 用于石油钻井、建筑、涂料、食品、医药和日用化学 品等领域[1]。随着石油钻井领域的扩大和平均钻 井深度的增加,人们要求CMC具有更好的抗盐、 抗钙和抗温性能。
  
  用于钻井液的CMC分为高粘度[2%水溶液 的枯度大于1 500 mPa . s(25 °C,Emila粘度 计)]和低粘度[2%水溶液的粘度小于200 mPa • s(25 C,Emila粘度计)]两类,分别适用于密度较 小的钻井泥浆和密度较大的钻井泥浆。对钻井液 用CMC —般只要求所配制泥浆的流变性能和降 失水等应用指标符合行业标准或客户的要求, CMC的理化指标只作为生产厂商的内部控制使用。
  
  我国钻井液用低粘度CMC标准「21—般参照 行业标准SY 5093 —92,国外则参考美国石油学 会制订的API 13A标准,同时,许多国外石油公 司也提出了比API13A要求更高的标准,特别提 出了 CMC在海水泥浆中的滤失量指标,见表U表1 CMC钻井泥浆性能指榇参考标准添加董/性能指标<g * 350 mL_i >粘度•/粘度计读数滤失量/mL 塑性粘度PV屈服值YPSY 5093—92<2.45(4%NaCl 溶液)<810<?:。50(饱和NaCl溶液)<12mAPI 13A1.05(去离子水)<90^10美国Cahex企业2. 5(去离子水) 1.0C海水)^18<24<8*600 r/min。
  
  1低粘度CMC的制备原理式中《为聚合度^CMC具有高分子结构和纤维素醚的结构,由 若干个结构单元(葡萄糖基)组成,一般聚合度大 于600。制备的主要原料是精制棉纤维素)和 氯乙酸,反应方程式如下:纤维素和減溶液的碱化反应:(CsHi()〇s)n十 n NaOH Hg〇sNa)^ + n Hz()
  
  碱纤维素和一氣乙酸钠的醚化反应:(C6Hs05Na)„+ r,ClCHzCOONa 一?CMC的制备工艺分为水媒法和溶剂法。水 媒法以水为介质,副反应激烈,总醚化率仅为 45%?55%;同时,由于产物含有羟基乙酸钠、乙 醇酸和更多的盐类杂质,因而纯化困难。
  
  溶剂法采用乙醇、异丙醇、丁醇等作反应介 质,反应过程中的传热、传质运动迅速且均匀,醚 化率可达60 %?80 %。反应稳定性和均匀性的(C6H9OsCH2COONa)„+ n NaCl一氯乙酸钠和碱溶液的副反应:ClCHsCOONa + NaOH —-CH2(〇H)COONa + NaCl提髙使产物的取代度、取代均匀性和使用性能都 有很大提高。
  
  在合成低粘度CMC时,为了有效使用氧化剂 并控制最终产物的粘度,一般对原料精制棉中的 a-纤维素含量和聚合度不作要求。但是低聚合度 精制棉中的纤维素的含量偏低,灰分类杂质增 加,产物的取代度均匀度差,难以有优良的降失水 性能。同时,不同工艺生产的一氯乙酸产物含量 有所不同,杂质对最终CMC产物的性能也有很大 的影响。并且在制备过程中,要延长碱化和醚化 反应时间,使碱化和醚化反应充分,并极力抑制或 减少副反应,提髙氯乙酸的利用率低粘度、高取代度的CMC要求有非常高的一 氯乙酸取代度,并且取代均匀分布,这样才能满足 最终石油钻井泥浆的性能要求。笔者从抑制副反 应的角度出发,考察了精制棉的聚合度纤维 素含量和一氯乙酸纯度对CMC性能的影响^2实验 2.1原料精制棉,wO纤维素)分别为97%、98%和 99%;—氯乙酸,a;分别为97%、98%、99%;烧碱 48%,酒精 94. 5%、盐酸 37%。
  
  2.2实验设备和测试仪器10 L小型捏合机、离心机、SF-300A高速粉碎 机、烘箱、Farm粘度计和滤失仪等。
  
  2.3工艺流程将500 g精制棉投人已加人酒精的10 L小型 捏合机中,加人烧碱,在20?40 °C碱化30?120 min。加人计量的一氯乙酸-酒精溶液(含氯乙酸 415 g),搅拌10?30 min,然后在50?85 °C醚化 60?150 mitu冷却到室温,反应物料用乙酸或盐 酸中和,并用氧化剂作降粘处理,再用酒精洗涤, 除去副产物。回收物料中的酒精,干燥,粉碎,即 得 CMC。
  
  2.4塑性粘度和屈服值的测定在350 mL去离子水中加入2. 5 g上述CMC 试样,搅拌20 min,25 °C老化16 h,用Fann粘度 计测定600 r/min时和300 r/min时的直接读数。 按下式计算:塑性粘度(PV) = 600 r/min时的直接读数一 300 r/min时的直接读数屈服值(YP) = 300 r/m〖n时的直接读数一PV2. S滤失量的测定海水基础泥浆的配制:350 mL去离子水屮加 人15. 75 g KCU10. 5 g海盐和35 g API基浆,搅 拌5 min,在25 t:静止老化lfi hD老化:259, 5 g基础海水中加人106 g预水化 硼润土,搅拌5 min;再加人10. 5 g评价土(Rev Dust)和0, 75 mL 10%的NaOH溶液。在此泥浆 中加人1. 00 g上述CMC试样,溶液搅拌20 min, 在25 °C静止老化16 h。~采用体积为300?400 mL,过滤面积为45 cm2带有压力源的滤失仪,压力69〇 kPaT计时后 收集7. 5?30 min之间的滤液^滤失量=2X (7. 5?30 min之间的滤液体积)。
  
  3实验结果所制备的低粘度CMC钻井泥浆性能见表2。
  
  表2制备的CMC钻井泥浆性能精制棉一氯乙酸纯度,%流变性能滤失量/ mL纤维素),%聚合度PVYP956009720, 53. 529.0961 3009719, 04.727, 0971 9009719. 54.525.8982 0009719, 04.(325, 0992 2009717. 81623, 0992 3009816. 84.021. 5972 3509918. 53. 520. 5992 4509915, 55. 319. 5992 2009917-02. 020.0982 3009917. 23.622.5982 4509816. .94.822.0由表2可见,制备的CMC泥浆性能符合美国 Cahex企业提出的新指标^4结论当精制棉的聚合度>2 200、a-纤维素>98%, 一氯乙酸纯度>97%时,nj以制得塑性粘度PV< 18、屈服值YP<8并且滤失量<24 mL的钻井液 用高性能CMC。
 
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