钻井液防黏附剂的合成与性能评价

李之军 蒲晓林 吴文兵 刘 建 余越霖 刘 鹭

在钻井液中加入防黏附剂，防止钻头泥包或局部被钻屑黏附是提高钻速有效手段之一。通过腐植酸磺化-酰氯化-酰胺化一系列反应合成了钻井液防黏附剂，筛选出最佳合成途径为：腐植酸与浓硫酸在质量体积比3∶5、温度160 ℃的条件下反应8 h，生成磺化腐植酸；然后与过量二氯亚砜在70 ℃下反应6 h，生成腐植酰氯；最后按腐植酰氯与脂肪胺质量比25∶4加入脂肪胺，0～10 ℃下反应4 h。对防黏附剂性能的评价结果表明，防黏附剂可将钻头和岩屑表面由强亲水性转变为弱亲水性，并能大幅降低钻井液表面张力。防黏附剂质量分数由0增至1.5%时，水溶液润湿接触角由33°增至68.3°，表面张力由74.4 m N/m降为42.0 m N/m。在4%膨润土浆中加入2%防黏附剂，润滑系数由0.43降至0.27；膨润土岩心在1.5%防黏附剂水溶液中的膨胀率为1.6%(2 h)和3.5%(16 h)，润滑性和抑制性较好。