pH值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法技术

技术编号：41328504 阅读：5 留言：0更新日期：2024-05-13 15:06

本申请涉及油田化学助剂技术领域，公开了一种pH值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，通过使用NaOH调节聚合物外加剂溶液的pH值模拟碱环境，根据调节pH值的钻井液用聚合物外加剂溶液经高温老化作用前后的流变学参数、水解度变化以及分子断链情况，探究pH值对钻井液用聚合物外加剂的性能影响。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及石油钻探，尤其涉及油田化学助剂领域，更具体的说，涉及一种ph值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法。

技术介绍

1、在钻井过程中通常需要控制钻井液的ph值，以保证钻井液的ph值在一个合适的范围，以此维持钻井液的性能。naoh是一种重要的碱度调节剂，具有碱度高，能快速高效的控制钻井液的ph值的效果，但是由于其高碱度，也会影响钻井液外加剂的基本性能。目前，没有一种评价方法能高效、准确、快速的评价naoh对钻井液外加剂的具体影响，因此研究一套评价方法评价ph值对钻井液外加剂的性能影响具有重要意义。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的问题和不足，本申请提出了一种ph值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，通过使用naoh调节溶液的ph值模拟碱环境，根据调节ph值的钻井液用聚合物外加剂溶液经高温老化作用前后的流变学参数、水解度变化以及分子断链情况，探究ph值对钻井液用聚合物外加剂的性能影响。

2、为了实现上述专利技术目的，本申请的技术方案具体如下：

3、一种ph值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，主要包括以下步骤：

4、取钻井液用聚合物外加剂，采用纯水制备聚合物外加剂原液，将聚合物外加剂原液分为四组，其中一组不做任何处理，记为空白对照组，剩余三组进行ph值调节处理或/和老化处理，得到ph值实验组、老化实验组以及ph值老化实验组；

5、使用六速旋转粘度计分别测定上述四组溶液的粘度，并计算出相应的流变学参数；</p>

6、使用乌式粘度计分别测量上述四组溶液在乌式粘度计的流动时间，根据流动时间判断溶液中聚合物外加剂分子断链情况；

7、分别测量上述四组溶液中，聚合物外加剂的水解度；

8、通过对比同一钻井液用聚合物外加剂，不同ph值溶液下的指标，得出ph值对聚合物外加剂的影响情况。

9、作为优选地，所述ph值实验组是指使用naoh调节聚合物外加剂原液至不同的ph，制备得到不同ph值的聚合物外加剂溶液。

10、作为优选地，所述老化实验组是指将聚合物外加剂原液在120℃条件下滚动老化16h，制备得到老化后的聚合物外加剂溶液。

11、作为优选地，所述ph值老化实验组是指使用naoh调节聚合物外加剂原液至不同的ph，然后将溶液在120℃条件下滚动老化16h，制备得到不同ph值的老化后的聚合物外加剂溶液。

12、作为优选地，使用六速旋转粘度计测试溶液的粘度时，测试温度为50℃，转速分别为3rad/min、6rad/min、100rad/min、200rad/min、300rad/min以及600rad/min。

13、在本申请中，通过聚合物溶液在乌氏粘度计中的流动时间可以测量聚合物的分子量。为了了解钻井液中聚合物外加剂在经过不同条件处理情况下是否发生分子链断裂从而导致其流动时间的变化，参照标准《gb 12005.1-89聚丙烯酰胺特性粘数测定方法》中的方法，分别测定上述四组溶液在乌氏粘度计中的流动时间，以此推断聚合物是否存在断链的可能，具体的过程如下：

14、使用1mol/l的nacl溶液将所述四组溶液分别稀释10倍，得到相应的聚合物外加剂nacl溶液，然后利用乌式粘度计测量出1mol/l nacl溶液在乌式粘度计的流动时间，以及所述四组聚合物外加剂nacl溶液在乌式粘度计中的流动时间，接着根据溶液的流动时间判断聚合物外加剂内部分子断链的情况。在本申请中，1mol/l nacl溶液的在乌式粘度计中的流动时间为76s。

15、在本申请中，由于在高ph值条件下，很多聚合物可能发生水解，而水解度测量是一种化学表征手段，用来测量聚合物外加剂在不同处理条件下水解度的变化。为了了解钻井液中聚合物外加剂在经过不同条件处理后水解度的变化，参照标准《gb 12005.6-89部分水解聚丙烯酰胺水解度测定方法》，测定不同条件下，聚合物外加剂的水解度，具体步骤如下：

16、使用0.1％的甲基橙溶液与0.25％靛蓝二磺酸钠溶液以体积比1:1混合作为指示剂，分别加入四组溶液中；

17、使用0.1mol/l盐酸标准溶液分别对四组溶液进行滴定操作，溶液由黄绿色变为浅灰色为滴定终点，通过下列计算表达式计算溶液中聚合物外加剂的水解度

18、

19、式中：hd表示水解度，％；c表示盐酸标准溶液的浓度，mol/l；v表示试样溶液消耗的盐酸标准溶液的毫升数，ml；m表示溶液的质量，g；s表示溶液中聚合物外加剂的固含量，％；23表示丙烯酸钠与丙烯酰胺链节质量的差值；71表示与1.00ml盐酸标准溶液相当的丙烯酰胺链节的质量。

20、作为优选地，所述钻井液用聚合物外加剂为kpam、fa367、pac-hv以及pac-lv中的其中任意一种，制备得到的聚合物外加剂原液则为kpam溶液、fa367溶液、pac-hv溶液以及pac-lv溶液中的其中任意一种。

21、作为优选地，所述制备的kpam溶液、fa367溶液以及pac-hv溶液的浓度为1％，所述pac-lv溶液的浓度为2％。在本申请中，由于pac-lv是低分子量聚合物，若添加的量较少，那么制备得到的聚合物外加剂溶液的粘度会过低，导致数据无法直观体现，因此在制备pac-lv水溶液时，可以适当增加溶液中pac-lv的量，这样最终的实验数据也更加直观。

22、本申请的有益效果：

23、(1)本申请可以评价ph值对钻井液用聚合物外加剂的影响，对钻井作业能够起到指导性作用。在钻井过程中，调节液体体系的ph值至适合于聚合物外加剂的条件，进而充分发挥聚合物外加剂的性能，提高钻井效果。

24、(2)本申请的评价方法设备操作简单，实验过程安全稳定。

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【技术保护点】

1.一种pH值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的pH值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，所述pH值实验组是指使用NaOH调节聚合物外加剂原液至不同的pH，制备得到不同pH值的聚合物外加剂溶液。

3.根据权利要求1所述的pH值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，所述老化实验组是指将聚合物外加剂原液在120℃条件下滚动老化16h，制备得到老化后的聚合物外加剂溶液。

4.根据权利要求1所述的pH值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，所述pH值老化实验组是指使用NaOH调节聚合物外加剂原液至不同的pH，然后将溶液在120℃条件下滚动老化16h，制备得到不同pH值的老化后的聚合物外加剂溶液。

5.根据权利要求1所述的pH值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，使用六速旋转粘度计测试溶液的粘度时，测试温度为50℃，转速分别为3rad/min、6rad/min、100rad/min、200rad/min、300rad/min以及600rad/min。

6.根据权利要求1所述的pH值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，使用乌式粘度计分别测量所述四组溶液在乌式粘度计的流动时间，根据流动时间判断溶液中聚合物外加剂分子断链情况，包括：

7.根据权利要求6所述的pH值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，所述NaCL溶液的浓度为1mol/L。

8.根据权利要求6所述的pH值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，所述NaCL溶液将聚合物外加剂溶液稀释10倍。

9.根据权利要求1所述的pH值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，所述测量上述四组溶液中，聚合物外加剂的水解度，包括：

10.根据权利要求1所述的pH值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，所述制备得到的聚合物外加剂原液为KPAM溶液、FA367溶液、PAC-HV溶液以及PAC-LV溶液中的其中任意一种。

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【技术特征摘要】

1.一种ph值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的ph值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，所述ph值实验组是指使用naoh调节聚合物外加剂原液至不同的ph，制备得到不同ph值的聚合物外加剂溶液。

3.根据权利要求1所述的ph值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，所述老化实验组是指将聚合物外加剂原液在120℃条件下滚动老化16h，制备得到老化后的聚合物外加剂溶液。

4.根据权利要求1所述的ph值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，所述ph值老化实验组是指使用naoh调节聚合物外加剂原液至不同的ph，然后将溶液在120℃条件下滚动老化16h，制备得到不同ph值的老化后的聚合物外加剂溶液。

5.根据权利要求1所述的ph值对钻井液用聚合物外加剂性能影响的评价方法，其特征在于，使用六速旋转粘度计测试溶液的粘度时，测试温度为50℃，转速分别为3rad/min、6rad/min、10...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宇峰，孔燕燕，廖清清，肖沣峰，周平，陈延，陈勇，马臣喜，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：

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