高性能水基钻井液增黏剂研发思路探讨.pdf

第 2 9卷 第 4期 2 0 1 2年 7月 钻井液与完井液 DRI LLI NG FLUI D COM PLETI ON FLUI D V_o 1 ． 2 9 No． 4 J ul y 2 01 2 【 专论 】 高性能水基钻井液增黏剂研发思路探讨 谢彬强 ， 邱正松 ， 黄维安 ， 沈忠厚 ， 杜声 ， 路方利 1 ． 中国石油大学 华东 石油工程学院，山东青岛 ； 2 ． 中石化西南油气分公司物资供应处，成都 ； 3 ． 渤海钻探第五钻井工程分公司，河北河间 谢彬强等 ． 高性能水基钻井液增黏剂研发思路探讨 [ J ] ． 钻井液与完井液，2 0 1 2 ，2 9 4 7 5 8 O ． 摘要 分析 了常用钻井液增黏剂在应用于高温高盐地层时存在的问题，总结了当前提高增黏剂耐温抗盐性能 的技术措施，主要包括 优选且向增黏剂分子中引入更强效能的功能性单体，利用其刚性、位阻效应及可能存在 的基 团问的缔合结构等来提高增黏剂的耐温抗盐能力 ；向增黏剂分子中引入具有双官能团的交联共聚单体或利用 交联剂与增黏剂分子中的可交联 官能团交联，从而形成可控交联的分子结构。最后分析提出了高性能钻井液增黏 剂 的研发思路。 关键 词 水基钻井液 ； 增黏剂 ； 耐温抗盐聚合物 ； 研究进展 中图分类号 T E 2 5 4 ． 3 文献标识码 A 文章 编号 1 0 0 1 ． 5 6 2 0 2 0 1 2 0 4 0 0 7 5 0 6 增黏剂作为钻井液处理剂中的关键剂 ，一直是 钻井液工作者 的研究热点之一。统计资料表 明，增 黏剂是 目前品种最多的钻井液处理剂 ，同时也是 2 0 世纪 9 0年代 以来开发新产 品较多 的处理剂。随着 石油勘探开发向海洋、复杂地层 、深井方 向发展 ， 对增黏剂在耐温抗盐性能方面提出了更高的要求， 由于传统增黏剂性能的局限性，已难于满足油气井 工作液技术领域和应用条件更苛刻的要求。笔者分 析了 目前常用钻井液增黏剂存在的问题 ，并提出了 相应的技术措施及新型耐温抗盐钻井液增黏剂的研 发思路。 1 传统增黏剂存在的问题 1 ． 1 丙烯酰胺类聚合物的降解 丙烯酰胺类聚合物的降解包括化学、剪切降解 等。在高温条件下，丙烯酰胺类聚合物水溶液主要 发生 由热 、盐和氧引起 的化学降解作用 ，其主要包 括水解作用和氧化作用 2 种反应 [1 -5 ] 。 该类 聚合 物分子 中的酰胺基 团易水解成羧基 ， 其在酸性 、碱性条件下的水解反应非常快 ，在 中性 条件下的水解速率随着温度升高而迅速加快。当酰 胺基团的水解度超过一定程度后，就会造成聚合物 溶液 的黏度损失 ，这种现象在盐水 中更为 明显 。以 聚丙烯酰胺为例，当温度高于 7 0 时，聚丙烯酰 胺在水中水解反应显著加速。在淡水中，由于羧基 的电性排斥作用 ， 使聚丙烯酰胺分子链呈伸展状态 ， 这有助于提高其增黏能力 ，研究表明，P A M 在水解 度小于 5 0 ％ 以前溶液黏度随水解度逐步增大 ； 但在 盐水 中，由于羧基的电性被屏蔽 ，聚丙烯酰胺分子 链呈卷 曲状态 ，水解度或羧基含量越高 ，其分子在 盐水 中的卷 曲越严重 ，增黏能力越差。当聚丙烯酰 胺的水解度小于 4 0 ％ 时 ，尽管聚丙烯酰胺分子卷曲 非常严重 ，增黏能力大大下降，但不会 出现沉淀现 象 ； 在硬水中，当聚丙烯酰胺当水解度达 4 0 ％ 以 上 时就很容易和多价金属离子 ，尤其是 C a 、Mg 离子形成络合物产生絮凝，使溶液黏度损失严重。 在室温下此类聚合物水溶液 比较稳定 ，但在室 外条件下热稳定性并不好，在较高的温度下会出现 明显的聚合物降解现象。以聚丙烯酰胺为例，当温 基金项目 十二五重大专项 “ 长位移大斜度井井壁稳定与轨迹防碰精细研究” 2 0 1 1 Z X0 5 0 2 1 0 0 4资助项目。 第一作者简介 谢彬强，工程师，在读博士研究生，主要从事油气井工作液方面的研究。地址 青岛经济技术开发区 长江西路6 6号 ；邮政编码 2 6 6 5 5 5；电话 1 3 8 5 4 6 0 1 1 6 2； E - ma i l x i e b i n q i a n g 1 9 8 1 1 6 3 ． c o rn 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 6 钻 井 液 与 完 井 液 2 0 1 2年 7月 度超过 9 O℃时 ，聚丙烯酰胺会发生严重的热降解 ， 短时间内就能使其水溶液黏度损失 8 0 ％以上， 从而 失去使用价值。这是因为在常温下水溶液中氧引起 的氧化降解并不重要，然而在高温和存在活性杂质 聚合物在工业生产过程和使用过程中带人的杂质， 包括过氧化物 、还原性有机杂质 以及过渡金属离子 等起着活化剂作用，产生活性自由基碎片，促进聚 合物的氧化降解反应 的情况下，即使微量的氧也 会引起聚合物严重的氧化降解 聚合物主链断裂 ， 导致溶液的黏度急剧下降，丧失使用价值。而在缺 氧条件下聚合物主链断裂则不易发生。热氧化反应 引起的聚合物主链断裂，是造成聚合物溶液黏度大 幅度下降的主要原因，这种氧化降解反应随着温度 的升高而显著加速。 另外，研究表明，聚丙烯酰胺的剪切降解也是 较 为严重 的问题 。在注入部分水解聚丙烯酰胺的泵 前后取样分析，可以发现其黏度下降 1 0 ％～3 0 ％。 通过 向聚合物分子链 中引人一些耐温抗盐基 团 如一s o ，能在一定程度上减小温度 、盐和剪切力 等对溶液黏度 的影响 f 6 ] ，但不能从根本上解决问题 ， 且此类措施属于传统思维模式，由于各单体间相互 影响，增强聚合物耐温抗盐能力的机理比较复杂， 给功能性单体 的选择带来很大不便。 1 ． 2 黄原胶的降解 黄原胶分子的降解主要包括热氧化降解、细菌 降解和F e 抖降解。在高温下的降解主要是热氧化降 解。在高温条件下黄原胶分子对溶解氧极为敏感， 可与氧直接反应生成过氧化氢，过氧化氢分解生成 游离基， 游离基引发一系列连锁反应使分子链断裂， 导致降解，溶液黏度随之降低。因此除氧是阻止黄 原胶溶液分子降解、保证黏度稳定的重要手段。 梁凤来等 【 研究表 明，0 ． 5 g ／ 1 0 0 mL的黄原胶 溶液在 8 5℃高温下放置 6 0 d ，与氧化性物质作用 发生热氧化降解 ，黏度损失接近 9 0 ％。李银素等 隅 通过对比氧饱和状态及氧不饱和状态的降解曲线， 得 出热氧化降解过程 中导致黄原胶降解 的主要原因 是氧，高温加快了降解的速度。目 前的研究多从黏 度下降的角度来研究黄原胶的化学降解，以针对性 的解决黄原胶在现场施工时可能发生的失效问题。 从以上分析可以看出，传统高分子增黏剂在用 于高温高盐地层时都存在一定的缺陷，且在其现有 分子结构 的基础上进行改进具有较大难度 。因此 ， 深化耐温抗盐聚合物增黏剂的基础研究是 目前钻井 液界所面临的主要任务之一。 2 提 高耐温抗 盐性能的主要途 径 近年来 ， 国内外学者对聚合物的增黏作用机理 、 热降解和耐盐性机理以及聚合物的结构与耐温、耐 盐性能的关系作了大量研究 ，以期研制出具有优 良 耐盐性的聚合物增黏剂。目前耐温抗盐聚合物增黏 剂的研制已成为国内外水溶性聚合物的研究热点。 当前提高聚合物耐温抗盐性能的途径有以下几种。 2 ． 1 引入更强效能的功能性单体 不同功能性单体提高聚合物耐温抗盐的作用机 理不同，引入功能性单体 的主要 目的有 以下几个方 面 ①利用功能性单体的耐温性来提高侧基的热稳 定性 ，防止聚合物中酰胺侧基 的热水解 ； ②利用功 能性单体的刚性来增加聚合物主链的刚性 ，使大分 子链内旋转困难 ， 减少聚合物分子线 团尺寸受温度 、 矿化度影响的程度 ； ③有些功能性单体能在聚合物 侧链上产生较大空间位阻，可以限制主链的自由旋 转，对主链起到保护作用，同时利用较大的空间体 积使分子链更为伸展 ，从而提高聚合物溶液的耐温 抗盐能力 ； ④利用功能性单体之间可能存在的作用 如氢键 、库伦力 、缔合等 和相互作用 可逆 的反 应 生成动态交联点 ，形成布满整个体系 的、均匀 的三维立体网状结构，从而提高聚合物溶液的耐温 抗盐能力 [ 9 - 2 2 ] 。 通过调研得 出，功能性单体主要包括 能提高 聚合物分子主链热稳定性的单体、带有大侧基或刚 性侧基团的单体、含耐水解基团 或可抑制酰胺基 水解 的单体、含缔合基团的单体等，以上各类单 体的作用并不仅限于起一种作用，有多种功能性单 体可以同时起到多种作用。 1 能提高聚合物分子主链热稳定性的单体。 提高聚合物分子主链 的热稳定性是改善聚合物耐温 耐盐 I 生能的有效途径 。随着老化时间增加 ，聚合物 溶液黏度降低的幅度越小，其热稳定性就越好。分 子量越高的聚合物，黏度降低越明显。氧是造成聚 合物分子量降低的主要原因，除氧可以在一定程度 上减少聚合水溶液的黏度降低程度 ，而从分子设计 的角度来看 ，选用碳 ． 碳链 高分子及在分子 中引入 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2 9卷 第 4期 谢彬强等高性能水基钻井液增黏剂研发思路探讨 7 7 可增加分子链刚性的环状结构，可使聚合物的热稳 定性明显提高，这种单体主要有 N，N 一 二甲基丙 烯酰胺 ，N，N． 二 乙基丙烯酰胺 、乙烯基 乙酰胺 、 含有苯环结构的乙烯类单体等。 2带有大侧基或刚性侧基 团的单体。大侧基 或刚性侧基 团可以对主链起到保护作用 ，使聚合物 具有较高的热稳定性，这种聚合物水溶液可在高温 下保持较高的黏度。即使老化过程中伴有分子链的 断裂 ，因刚性侧基的位 阻效应 ，分子运动阻力 大， 则聚合物溶液的表观黏度降低幅度也较小。带有大 侧基或刚性侧基的单体 主要有 含有苯环 的苯乙烯 类、含有长链烷基的 N一 烷基丙烯 酰胺类 和丙烯酸 酯类 、含有长链烷基的烯基季铵盐类等 ，但如果侧 基过大 ，由于侧基位阻效应单体聚合 ，使得聚合物 分子量不高 ，黏度增加有限。 3 含耐水解基 团 或可抑制酰胺基水解 的 单体。用含耐水解基团的单体与丙烯酰胺等单体共 聚获得耐温抗盐性能优 良的水溶性聚合物。通常分 子链上酰胺基的水解是造成聚合物耐温耐盐性能降 低成本的主要原因之一 ，引入可抑制酰胺基水解 的 单体可使 聚合物的耐温耐盐性能提高 。含耐水解基 团 或可抑制酰胺基水解 的单体主要有 2 ． 丙烯 酰胺基 一 2 ． 甲基丙磺酸 AMP S 、 N一 烷基丙烯酰胺 、 N． 乙烯基吡咯烷酮 N V P 等。 4 引入含缔合基团的单体。近年来，研究耐 温抗盐聚合物处理剂 的另一个热点是利用聚合物大 分子 中功能性基 团间的氢键 ，静电库仑力与疏水基 团缔合等分子问作用力，进行大分子 自 组装，使聚 合物溶液具有超分子结构 ，从而研制出具有优 良耐 温抗盐性能的聚合物增黏剂 。这类聚合物增黏剂 以 疏水缔合聚合物最为典型 ，疏水缔合聚合物具有较 强的耐温抗盐能力 ，盐 的加入使溶液的极性增强 ， 这将促进非极性疏水链段问的缔合 ； 疏水缔合过程 是吸热的熵增过程 ，在一定的范围内，温度的上升 会加剧形成缔合结构，但当温度超过该范围后，温 度的上升会使大分子链热运动加剧， 从而削弱缔合 结构 ； 同时，这类高分子中可以存在大量的氢键和 离子基团，所以可以同时利用氢键缔合和离子基团 间的库仑力形成结构。 疏水缔合聚合物具有优 良的剪切稀释性和触变 性 ，但是传统的疏水缔合聚合物浓度在大于某一 临 界值后，其大分子链通过疏水缔合作用聚集，形成 以分子间缔合为主的超分子结构 ． 流体力学体积增 大，溶液黏度大幅度升高，这一临界值称为临界缔 合浓度。这将不利于现场施工。所以，疏水缔合聚 合物不能直接应用于钻井液中，疏水缔合聚合物是 否具有这一流变特性主要 由高分子 中疏水基 团的缔 合方式决定 ，疏水基 团间大量的分子间缔合将会导 致这一流变特性 ， 而影响其缔合方式的结构因素有 平均分子量 、疏水基类型、含量、长度及在分子链 上 的序列分布、疏水链与大分子主链 问的间隔键类 型 、聚合物分子中离子基 团的种类及位置等。如果 能将疏水缔合聚合 物适 当改性 ，使其具有适 当的 、 满足无 固相钻井液悬浮、 携带岩屑要求的缔合结构 ， 其将会有较高的耐温抗盐能力。 目前 ，疏水缔合聚 合物已广泛应用于三次采油 中的聚合物驱中，但鲜 有疏水缔合聚合物用于钻井液的报道 。 目前应用较多 的耐温抗盐功能性单体是 2 一丙 烯酰胺基 ． 2 一甲基丙磺酸 A MP S 、乙烯基吡咯烷 酮 N VP 、苯 乙烯磺 酸盐 等。如 国内利用 以上单 体共聚得到的二元或三元共聚物均具有一定的耐温 抗盐能力 ； 而在 国外这方 面的报道也很多 ，较新 的 研究报道有 美 国专利 US 4 7 9 2 4 1 2 合成了分子量大 于 1 0 的乙烯基吡咯烷酮均聚物产品 ，经测定表明 其具有 良好的增黏作用和耐温抗盐性 ，具有一定 的 应用前 景 [ 2 3 ] o美 国专 利 US 7 0 9 8 1 7 1 介 绍 了一种抗 温能力达 2 0 4℃的新型聚合物增黏降滤失剂。该聚 合物是由A M， A MP S ， N V C L 乙烯基己内酰胺 3种单体在一定 的比例下 ， 通过 自由基共聚而成 [ 2 钔 。 但是 ，由于各单体增强聚合物的耐温抗盐能力的机 理比较复杂，给功能性单体的选择带来很大不便。 2 ． 2 控制交联技术 美 国专利 US 5 7 8 9 3 4 9提 出了一 种控制 交联 聚 合物技术 ，以 N，N一 亚 甲基双丙烯酰胺为交联剂 ， 对 A M A MP S共聚物进行适度交联，形成的聚合体 交联结构在温度为 2 0 4 o C，压力为 3 ． 4 MP a ，高盐 浓 度 下 Mg C 1 2 1 8 ％，C a C I 2 5 ． 5 ％， Na C 1 3 ％， Mg S O 2 ． 5 ％ ，仍具有优异的增黏、降滤失性能， 说 明该交联结构具有优 良的耐温、抗盐 、抗剪切能 力，为提高聚合物处理剂的耐高温、高盐能力提供 了新思路 [ 2 5 ] o 聚合物控制交联有 2种交联思路 口 。 ①聚合 物后交联技术 ，该技术是利用丙烯酰胺类聚合物 中 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 8 钻 井 液 与 完 井 液 2 0 1 2年 7月 易与其它碱性基团发生交联反应 的酰胺基团和羧酸 基团 ，轻度交联制备具有可流动的弱凝胶结构。由 于交联结构 的存在 ，使聚合物刚性增强，构象转变 难度增大，以提高其耐温抗盐性能 ； ②共聚交联技 术 ，利用双官能团化合物交联剂 ，如 N，N一 亚 甲基 双丙烯酰胺 、 二 甲基丙烯酸乙烯醋 、 O r． ， w一 二烯烃等 ， 与丙烯酰胺等单体共聚 ，得到具有适度交联 网状结 构的丙烯酰胺类聚合物。通过控制双官能团交联剂 的种类及其用量 即交联度 来控制丙烯酰胺类聚 合物的耐温抗盐性能。 聚合物后交联技术可以通过优选交联剂 ，对丙 烯酰胺类合成聚合物进行可控的适度交联 ，聚丙烯 酰胺类高分子中可参与交联的官能团为酰胺基和羧 基，因此凡能与酰胺基和羧基进行反应的化合物， 都可能作为交联剂使用，交联剂可以分为螯合型交 联剂和共价键交联剂。螯合型交联剂主要是采用 c r I I I 、A l I I I 、z r I I I 等金属与适 当的螯合剂 形成的水溶性金属螯合物，螯合型交联剂是与羧基 反应 ； 共价键型交联剂包括 低 分子醛类 甲醛 、 乙二醛 和戊二醛 、低聚酚醛树 脂等 ，共价键交联 剂是与酰胺基反应 ，其耐温抗盐能力较好。虽然聚 合物后交联高分子溶液具有 良好的耐温抗盐性能， 但不同交联体系剪切后强度恢复程度不同，原因在 于高分子的柔顺性和交联反应机理不同。高分子 分子链的柔顺性越大 ，受到剪切破坏后 的恢复性越 差。从交联剂来看 ，多价金属离子交联高分子弱凝 胶的抗剪切能力要高于有机物交联的弱凝胶。例如 H P A M／ 乙酸铬体系的交联反应，主要是铬离子与羧 基之间的配位反应 ，交联键受到剪切破坏后 ，铬离 子仍然具有 活性 ，交联键可以再生 。而 H P AM／ 酚 醛树脂体 系的交联反应主要是通过官能 团之间的脱 水缩合反应进行的，生成的交联键是共价键，受到 剪切破坏后一般不能再生 ，凝胶受到剪切后 的恢 复 性较差。另外需要注意的问题是成胶时间。钻井液 增黏剂应具有良好的触变性。所以，交联高分子体 系在被剪切力破坏后 ，应具有快速成胶 的能力 。高 分子的成胶时间受高分子相对分子量 、 高分子浓度 、 交联剂、 p H值、温度、矿化度等多种因素的影响， 比较复杂 ，目前有关该体系的理论基础研究工作还 有待进一步深人研究 ，体系的交联度及其分布的控 制、结构形态控制和成胶时间等是影响这一技术能 否应用的关键 。 聚合交联技术则相对简单可控 ，该技术是利用 双官能团化合物交联剂与丙烯酰胺等单体共聚 ，得 到交联结构 。该技术的关键是优选 N，N一 亚 甲基双 丙烯酰 胺、二 甲基丙 烯酸 乙烯醋 、 ，W． 二烯烃 等双官能团化合物交联剂的种类 ，并通过控制其用 量 即交联度 来控制丙烯酰胺类聚合物的耐温抗 盐性能 3 新型耐温抗 盐增黏剂研发 思路 3 ． 1 聚合物分子结构与增黏性的关系 聚合物水溶液的黏滞性源于分子 的内摩擦 ，同 时也与聚合物 自身的分子形态密切相关。聚合物分 子链的链长、体积以及聚合物分子形态是聚合物溶 液黏滞性的主要 内在影响因素。 1 聚合物分子量、分子链极性与其增黏性的 关系。在稀的聚合物水溶液 中，聚合物分子呈近于 理想状态的无规线团状 ，其 由卷 曲的聚合物分子链 骨架和包被的水组成 ，聚合物分子链在水 中的链旋 转半径越大，则溶液中聚合物分子间的内摩擦就越 大，其水溶液黏度就越高。通过选择具有较强水化 作用的极性基 团作为聚合物分子 内结构单元 ，增强 其溶剂化作用。所以，聚合物的分子链越长，分子 量越高 ，聚合物的溶剂化作用越强 ，其分子链 的流 体力学体积就越大 ，其增黏效果就越好。 2 聚合物分子链在水溶液中构象与其增黏性 的关系。从聚合物的分子构象来看 ，聚合物的增黏 作用还与其分子链的柔顺性直接相关 ，分子链的柔 顺性可用下式表示 R n L r 2 1 - c o s 0 1 c o s 0 式中，R为均方末端距 ； n 、L分别为聚合物链段数 、 链长 ； ， 为空间位阻参数 ； 0 为高分子键角。由上 式可以看出 ，聚合物键角越大，分子链越伸展 ，空 间位阻效应越显著 ，均方末端距就越大，则聚合物 链旋转半径也越大 ，相应的增黏性就越好 。 可以通过选择含有支链结构或大分子基 团的结 构单元 ，提高聚合物在溶液中伸展性 和空间位阻 ； 设计特殊结构的聚合物 ，如梳型或星型聚合物 ，由 于聚合物所特有的分子结构 ，除聚合物分子链产生 增黏作用外， 其在水溶液中会形成一定的网状结构， 该结构能包被大量的水，由此会给聚合物水溶液带 来更大的黏度贡献 。一般体型或星型聚合物的水溶 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第2 9 卷 第 4 期 谢彬强等高性能水基钻井液增黏剂研发思路探讨 7 9 性较差，因此必须同时向该类聚合物中引人大量的 水化基团， 甚至降低其体型或星型结构的结构强度； 利用聚合物水溶液中的分子链缔合如离子键缔合、 氢键缔合、范德华力缔合等，来增大其流体力学体 积 ，以提高其增黏性。 3 ． 2 聚合物分子结构与其耐温抗盐性的关系 聚合物主链结构和取代基的性质对聚合物链的 刚性大小影响显著，是决定聚合物抗温、抗盐能力 的内在关键因素。 首先是共聚单体主链结构 的选择 ，如果主链全 部由单键组成，因每个单键都能旋转，则高分子链 的刚性较小 ； 如果主链含有共轭双键 ，则其 电子云 能相互交盖形成大 键 ，分 子不能旋转 ，所 以应 尽可能的向主链中引入共轭双键。而单键 间的刚性 大小为 c O C N C c，且 c C为非极性 键 ，键能大且均匀 ，化学稳定性好 ，应作为主链单 键的首选 。 通过优选带有耐温抗盐取代基的功能性单体 ， 并引入聚合物主链， 也能提高聚合物耐温抗盐性能。 取代基对聚合物链刚性的影响主要表现在取代基的 极性、体积、数量等方面。取代基的极性越强，其 相互间的作用力越大，单键的内旋转越困难，分子 链的刚性越强 ； 非极性取代基对分子链刚性的影响 主要是空间位阻效应，其体积越大位阻越大，分子 链的刚性增强 ； 具备前面 2者性质 的取代基数量越 多 ，分子链的刚性越强。 3 ． 3 新型耐温抗盐增黏剂的设计思路 通过对聚合物分子结构与其增黏性 、耐温抗盐 性关系的分析 ，认为其分子设计思路可以通过 2种 措施来提高聚合物的耐温抗盐性能 1 从 聚合物的一级、二级结构 也称为聚合 物链结构 人手， 对聚合物进行分子结构优化设计。 通过共聚向聚合物分子引入水化性强的离子基团、 可抑制酰胺基 团水解的结构单元 、能对聚合物主链 起到保护作用大分子基团 、具有特殊侧链的单体等 措施 ，从聚合物的化学结构及分子构象上对其进行 优化设计。 2 改变聚合物的高级结构 也称为聚合物的 聚集态结构 。向聚合物分子中引入疏水单体、交 联单体或交联剂，利用特殊基团间的缔合作用或交 联作用 ，制备能形成特殊缔合结构或交联结构 的聚 合物。 疏水缔合聚合物是通过疏水基团之间的疏水缔 合作用形成以分子间缔合为主的超分子结构从而实 现耐温抗盐的效果，但传统疏水缔合聚合物产生的 缔合结构太强 ，不利于现场施工 如开泵 困难 、循 环压耗大、压力激动大、流变性差等 。通过充分 考虑疏水缔合聚合物缔合理论 ， 优选疏水单体 主 要考虑疏水基团种类及长度的选择、在疏水单体 中 疏水链 与大分子主链间的间隔键类型等方面 、聚 合方式等方面对聚合物分子结构进行优化设计 ，并 且控制聚合物分子量分布，合成出与传统疏水缔合 聚合物缔合方式不同的、分子内缔合与分子间缔合 适当的新型缔合聚合物，使其形成具有适度缔合结 构 的聚集态 ； 通过优选双官能 团交联剂及其加量 ， 以共聚的形式向增黏剂分子中引入 ，对增黏剂分子 进行适度交联 ，进一 步增强聚合物的聚集态结构 ， 从而进一步提高聚合物的耐温抗盐性能。 4 结束语 随着石油勘探开发 向海洋深水 、复杂地层 、深 部地层等方向发展，现有的增黏剂已无法满足开发 高温高盐油藏的要求 ，研制新型高效耐温抗盐性能 增黏剂成为 目前亟待解决 的关键 问题之一。由于缺 少与之相应 的基 础理论支撑 ，使得 目前耐温抗盐增 黏剂的改进具有较大 的盲 目性。因此 ，需要在研究 新型耐温抗盐聚合物 的结构与溶液特性 的关系 、提 供改进增黏剂基础理论的基础上 ，对耐温抗盐聚合 物增黏剂从分子设计到合成应用方面进行更深入的 研究 ，从而研制出价格低廉 、耐温、抗盐 、抗剪切 等综合性能更加优异的聚合物增黏剂 ，以满足我国 现代石油工业的需求。 参 考 文 献 [ 1 ] 杨贤友 ． 保护油气层钻井完井液现状与发展趋势 [ J 】 ． 钻 井液与完井液，2 0 0 0 ，1 7 1 2 5 3 1 ． [ 2 】 朱麟勇，常志英 ，马昌期 ，等 ． 部分水解聚丙烯酰胺在 水溶液中的氧化降解一高温稳定作用 [ J ] ． 高分子材料科 学与工程 ，2 0 0 2 ，1 8 2 9 3 ． 9 7 ． [ 3 ] 朱麟勇，常志英，李妙贞，等 ． 部分水解聚丙烯酰胺在 水溶液中的氧化降解一温度的影响 [ J ] ． 高分子材料科学 与工程 ，2 0 0 0 ，1 6 1 1 1 3 ． 1 1 7 ． [ 4 ] 朱麟勇，常志英，李明宇，等 ． 部分水解聚丙烯酰胺在 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 0 钻 井 液 与 完 井 液 2 0 1 2年 日 水溶液中的氧化降解一有机杂质的影响 [ J ] ． 高分子材料 科学与工程，2 0 0 0 ，1 6 2 1 1 2 一 l 1 5 ． [ 5 ] 詹亚力 ，郭绍辉 ，闫光绪 ． 部分水解聚丙烯酰胺降解研 究进展 [ J ] ． 高分子通报，2 0 0 4 2 7 0 7 5 ． [ 6 】 王中华 ． 超高温钻井液体系研究抗高温钻井液处理剂 设计思路 [ J ] ， 石油钻探技术，2 0 0 9 ，3 7 3 1 7 ． [ 7 ] 梁凤来，王玉香 ，田义英 ． 黄原胶溶液热稳定剂的研究 [ J 】 ． 南开大学报 ，2 0 0 6 ，3 3 2 9 9 ． 1 0 1 ． [ 8 】 李银素，骆荣，黄献西，等 ． 黄原胶抗温稳定性的研究 [ J ] ． 中国海上油气 ，1 9 9 6 ，8 3 5 3 ． 5 7 ． [ 9 ] Xu W u，Yi n g j i e Qi a o，J i n b e n W a n ． As s o c i a t i v e P r o p e r t i e s o f Amp h i p h i l i c S t a t i s t i c a l P o l y me r s i n Aq u e o u s Me d i a [ J ] ． C h e m． E n g ． D a t a ， 2 0 1 0 ，5 5 9 1 9 - 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