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·522· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

—2012 石油天然气工业钻井液现场测试第 2 部分：油 到最低。分析可知，产物中的酰胺基等乳化基团可
基钻井液》 [13] 分别进行钻井液流变性测试、API 滤 使降滤失剂更好地作用于钻井液体系，与体系中的
失量测定、HTHP 滤失量测定以及破乳电压的测定。 其他处理剂配伍可提高钻井液性能。在整个合成体
系中，甲基丙烯酸十八酯提供的疏水长碳链使聚合
2 结果与讨论 物可充分溶于油相且在钻井液中均匀分散，使产物

能够很好地作用于泥饼，且对聚合物的抗温性能有
2.1 单因素合成条件优化
所提升。随着 SMA 含量的增加，聚合物降滤失性能
偶氮二异丁腈是油溶性试剂，性能稳定、储存
提升。当 m(AM)∶m(SMA)＜1∶3 时，体系 API 滤
安全，分解温度为 64 ℃，在室温下缓慢分解，100 ℃
失量增加，主要由于位阻效应影响了合成产物性能。
下剧烈分解，可引起爆炸，分解生成的 2-氰基丙基
最终确定 m(AM)∶m(SMA)为 1∶3。
自由基中的氰基具有共轭效应，甲基具有超共轭效
2.1.2 单体总用量的确定
应。偶氮二异丁腈在不同温度下的半衰期如表 1 所
反应单体的加量直接影响反应产率和生成产物
示。由表 1 可知，化学反应的半衰期受温度影响很
的降滤失效果。在 55.3 g 甲醇和 30 g 纯净水组成的
大，当温度上升时，粒子间有效碰撞机会增多，反
混合液中，控制单体总质量为 8、12、16、20、24
应速率常数变大，反应速率变快，半衰期缩短。结
和 28 g，在 m(AM)∶m(SMA)=1∶3，AIBN 用量 1 g，
合试剂特性，考虑安全、经济方面问题，确定反应
DVB 用量 2 g，PVP 用量 4 g，反应温度 70 ℃，反
温度为 70 ℃。
应时间 5 h 的条件下合成降滤失剂 FLA，在 FLA 加
表 1 偶氮二异丁腈不同温度下的半衰期 量为 3 g 的条件下，考察单体总用量对合成降滤失
Table 1 Half-life of AIBN at different temperatures 剂性能的影响，结果如图 2 所示。
温度/℃

61 63 64 65 67 69 70 71 73 82 101
AIBN
半衰期/h 15.19 11.49 10.00 8.72 6.64 5.08 4.49 3.89 2.99 1.00 0.10

2.1.1 单体质量比的确定
在 55.3 g 甲醇和 30 g 纯净水组成的混合液中，
控制单体 AM、SMA 质量比分别为 3∶1、2∶1、1∶
1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5，单体总质量为 20 g，
AIBN 1 g，DVB 2 g，PVP 4 g，反应温度 70 ℃，反
应时间 5 h 的条件下合成降滤失剂 FLA，在 FLA 加
量为 3 g（钻井液体积为 100 mL，下同）的条件下 图 2 单体总用量对 API 滤失量的影响
Fig. 2 Effect of monomer dosage on API filtration loss
考察单体不同质量比对油基钻井液 API 滤失量的影
响，结果如图 1 所示。 由图 2 可知，随着单体总用量的增加，钻井液

API 滤失量逐渐降低。当单体总用量为 20 g 时，API
滤失量达到最低，之后，随着单体用量增加，API
滤失量几乎不变。这主要是因为，随着单体用量的
增加，反应物之间相互碰撞的几率增加，反应的概
率增大，但由于反应过程为放热反应，当反应单体
用量过大时，反应放热会使反应温度快速上升。同
时，单体用量的增加使生成的大分子链活动受阻，
链增长变慢，达不到预期的效果 [14-15] 。最终确定反
应单体总用量为 20 g。
2.1.3 分散剂用量的确定

图 1 单体质量比对 API 滤失量的影响 分散聚合能否顺利进行在很大程度上依赖于分
Fig. 1 Effect of monomer mass ratio on API filtration loss 散剂（又称稳定剂）的种类和用量。在 55.3 g 甲醇

由图 1 可知，随着丙烯酰胺与甲基丙烯酸十八 和 30 g 纯净水组成的混合液中，控制 m(AM)∶
酯质量比的减少，钻井液体系 API 滤失量逐渐降低。 m(SMA)=1∶3，单体总质量为 20 g，AIBN 用量 1 g，
当单体质量比为 1∶3 时，钻井液体系 API 滤失量降 DVB 用量 2 g，反应温度 70 ℃，反应时间 5 h 的基