一种亚微米固相絮凝剂的合成及性能评价

来源：钻井液与完井液杂志2017年第4期北京时间：

作者：蒋官澄,李新亮,彭双磊,赵利,李公让,张敬辉

单位：1. 中国石油大学(北京)石油工程学院, 北京 102249;；2. 西部钻探工程有限公司克拉玛依钻井公司, 克拉玛依 834000;；3. 胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院, 山东东营 257017；

摘要：钻井过程中钻井液中亚微米无用固相的含量会越来越高，对钻井液的性能影响很大，因此有必要研发有针对性的絮凝剂以清除钻井液中的亚微米固相。通过室内研究，合成了一种基于壳聚糖的亚微米固相絮凝剂GCS。通过正交实验对合成条件进行了优化，得到最佳壳聚糖浓度为3%，壳聚糖与交联剂质量比为1︰0.28，pH值为7。通过粒度分析、沉降实验，对GCS的絮凝效果进行了评价，并采用红外光谱、Zeta电位、扫描电镜等方法分析了其絮凝机理。实验结果表明，GCS絮凝效果显著，对亚微米高岭土的絮凝率在95%以上，与聚丙烯酰胺类絮凝剂相比，不增黏，絮体粒径集中且易分离；在碱性条件下，GCS具有更好的絮凝效果，随着pH值和GCS加量增大，絮凝效果增强，絮体更加稳固；GCS可通过-OH、-NH以及-C—N、-NH2等官能团与高岭土颗粒发生强吸附作用，并与颗粒表面发生电中和作用，使高岭土颗粒电位升高、聚结沉降，达到高效絮凝作用。

关键词：絮凝剂, 亚微米, 固相, 水基钻井液

基金资助：

国家“十三五”重大专项“致密油气开发环境保护技术集成及关键装备”（2016ZX05040-005）、中石油集团公司“十三五”项目“钻完井工厂化作业技术集成与应用”（2016D-4503）、国家863计划主题项目“致密气藏高效钻井技术研究”（2013AA064803）、国家自然科学基金面上和重点支持项目（51474231、U1262201）。