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第 3 期 周 研，等: 油基钻井液用聚合物降滤失剂合成与性能评价 ·525·

表 2 合成产物加量对钻井液性能的影响
Table 2 Effect of additive amount of synthetic product on
performances of drilling fluid
产物加量 表观黏度 塑性黏度 API 滤失 HTHP 滤失 破乳电压
/g /(mPas) /(mPas) 量/mL 量/mL /V
0 18 12.0 10.0 32.4 758
1 17 10.0 6.2 18.4 734
2 18 11.0 2.8 10.0 759

3 20 15.0 1.6 7.2 752
#
#
4 20 13.5 1.6 7.0 738 图 9 1 、2 钻井液体系高温高压滤失形成泥饼形貌
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#
Fig. 9 Mud cakes of 1 and 2 drilling fluids
2.3.2 老化温度对降滤失剂性能的影响
高温下对钻井液流变性和滤失量的有效控制是 通过实验可以看出，在降滤失剂加量相同的条
配制钻井液的关键。按照 1.4 节油基钻井液配方配 件下，老化前两体系的降滤失性能相差不大。将两
制钻井液体系，在 FLA 加量为 3 g 的条件下，测定 体系在 160 ℃高温条件下老化 16 h 后，对各项性能
120、140、160 和 180 ℃下老化 16 h 油基钻井液的 进行测试可以发现，首先在降滤失性方面，合成降
流变性、滤失性和电稳定性，结果如表 3 所示。 滤失剂性能优于沥青类。同时由图 9 可以看出，经
过高温老化后，1 体系 HTHP 滤失实验形成的泥饼
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表 3 不同温度对钻井液性能的影响 #
Table 3 Effects of different temperatures on performances 在致密程度等方面优于 2 。对体系流变性进行分析发
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of drilling fluid 现，1 体系经高温老化后表观黏度、塑性黏度几乎
#
老化温度 表观黏度 塑性黏度 API 滤失 HTHP 滤失 破乳电压 无变化，而 2 体系经老化后体系的表观黏度、塑性
/℃ /(mPas) /(mPas) 量/mL 量/mL /V 黏度明显增加。钻井液体系黏度过大会导致钻速下
120 20 15 1.6 7.2 752 降、开泵困难，产生压力激动、憋漏地层，产生复
140 18 14 1.6 7.6 728
杂的井下事故，对整个钻井工程产生不利的影响，
160 18 14 2.0 8.4 674
所以对于钻井液体系的研制应该避免钻井液体系黏度
180 16 11 3.2 11.0 563
过大。
比较不同温度下油基钻井液体系 HTHP 滤失量 2.4 定性分析合成降滤失剂作用机理
差值，差值越小，降滤失剂的作用效果越好。从表 在分别装有 50 mL 柴油（左侧）、水（右侧）
3 可以看出，温度从 120 ℃升至 140 ℃，HTHP 滤失 的烧瓶中，各加入 2 g 合成降滤失剂 FLA，静置 1 h
量差为 0.4 mL，140 ℃升至 160 ℃，HTHP 滤失量 后用玻璃棒搅拌观察变化，实验结果如图 10 所示。
差值为 0.8 mL，当温度从 160 ℃升至 180 ℃时， 对比后可以看出，搅拌前（图 10a）降滤失剂能够
HTHP 滤失量差增加到 2.6 mL。所以，该降滤失剂 分散在柴油中，但在水中有结块现象且大部分漂浮
最低可抗 160 ℃。 在水表面。用玻璃棒搅拌后（图 10b），降滤失剂在
2.3.3 FLA 与沥青类降滤失剂性能比较 水中有少量的分散，但大部分仍漂浮在水表面，但
按照 1.4 节油基钻井液配方配制钻井液体系， 在柴油中降滤失剂可均匀分散且部分溶解于柴油中。
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在相同加量（3 g）下考察了 FLA（1 ）与氧化沥青 与纯柴油相比（图 10c），添加产物后体系变浑浊。
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（2 ）在油基钻井液体系中的作用效果，将两种钻
井液体系分别在 160 ℃高温条件下老化 16 h 后进行
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性能测试，结果见表 4。1 、2 钻井液体系高温高压
滤失形成的泥饼形貌如图 9 所示。

表 4 不同降滤失剂对钻井液体系性能的影响
Table 4 Effects of different fluid loss additives on performances
of drilling fluid
配 实验 表观黏度 塑性黏度 API 滤失 HTHP 滤 破乳电
方 情况 /（mPas） /（mPas） 量/mL 失量/mL 压/V

老化前 20 16 1.5 — 765 a—搅拌前；b—搅拌后；c—添加产物前后对比
1 #
老化后 18 14 2.0 8.4 674 图 10 合成降滤失剂在柴油、水中的现象
老化前 21 19 1.2 — 682 Fig. 10 Phenomena of synthetic product in diesel oil and water
2 #
老化后 26 23 2.0 9.3 628
—代表无数据。 对合成的降滤失剂进行热分析实验，测试产物