国内钻井液降滤失剂的应用与分析.docx

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国内钻井液降滤失剂的应用与分析

国内钻井液降滤失剂的应用与分析

第一章引言

在石油与天然气勘探开发的各项施工中，修井作业是一个重要环节。

油气水井在自喷、抽油或注水注气过程中，随时可能发生故障，造成油井减产甚至停产。

诸如：

油井下沙堵、井筒内严重结蜡结盐、油层堵塞、渗透降低、油气水层互相串通、生产油层枯竭等油井本身的故障；油管连接脱扣、套管挤扁、断裂和渗漏等油井结构损坏；抽油杆弯曲、断裂或脱扣、抽油泵工作不正常等井下采油设备故障等。

出现故障后，只有通过井下作业来排除故障，更换井下设备，调整油井参数，恢复油井的正常生产。

石油在当代社会各国发展占据着非常重要的地位，相应石油钻采技术也在不断地得到迅猛的发展。

各种化学处理剂亦相继问世。

我国石油钻采技术还处于相对落后的水平：

一种在于没有好的化学处理剂；一种在于没有好的钻井技术；好的泥浆处理剂对石油钻采有相当重要的作用。

降滤失剂是泥浆处理剂的一种,是用以保证钻井液性能稳定，减少有害液体向地层滤失，以及稳定井壁、保证井径规则的重要泥浆处理剂。

降滤失剂主要通过以下几个机理发挥作用：

①全方位地堵塞泥饼中的毛细孔道使其光滑而致密；

②增加泥饼负电荷密度使其形成强有力的极化水层；

③吸附于粘土晶体颗粒侧面形成桥联缩小毛细孔径；

④增加滤液粘度；

⑤改变泥饼毛细孔的润湿性。

在日前使用的各种降滤失剂中，以预胶化淀粉为代表的一类主要表现为第①种机理，而以NH、HPAN和SMP—I为代表的强阴离子型主要表现为第②、③种机理，对第④种机理来说，CMC、PAC类不可忽视，但其它降滤失剂类型可忽略不计，只有沥青类才具有第⑤种机理。

一般降滤失剂的作用机制往往是以某种机理为主，以其它机理为辅。

如果根据降滤失剂分子结构特点，通过化学改性或适当复配，既保留降滤失剂作用机理的强项又弥补其作用机理的弱项，即可改善其降滤失效果。

国内使用的降滤失剂主要有如下两大类：

一是天然物的衍生物；二是以腈纶废丝为原料的改性产品前者原料来源广泛，但产品在钻井液中作用单一、加入量较大，质量受原料影响，波动也较大。

后者原料来源受到一定限制，产品的抗盐、抗钙等能力较差。

JST501是以丙烯酰胺、丙烯磺酸钠、丙烯酸钾、丙烯酸钙为单体，在一定条件下共聚制得的产物。

聚合物类是用量最大的降滤失剂之一，其发展速度较快。

这类聚合物以丙烯酸、丙烯酰胺共聚物为主。

腈纶废料的水解产物是一种中等分子量且价格低廉的丙烯酸多元共聚物，其成本仅相当于纯粹合成聚合物的1/3。

因此其用量在钻井液中一直占主导地位。

这类产品有水解聚丙烯腈钙（CPAN）、水解聚丙烯腈钠、铵、钾盐等。

磺化淀粉、褐煤、羧甲基纤维素等是最早使用的钻井液降滤失剂。

随着研究的不断深入以及钻遇地层的条件日趋复杂，已有天然及天然改性的降滤失剂已不能满足钻井的需要，从而促进了人工合成聚合物降滤失剂的研究与发展。

近年来，随着泥浆工艺技术的不断发展，人们又把降滤失剂的研究重点放在了开发综合性能好的两性复合离子型聚合物和新型含磺酸基单体聚合物方面上来，并取得了可喜的进展。

阳离子和或具阳离子两性复合离子型泥浆降滤失剂在降滤失能力，抗盐抗温能力，防塌效果等方面有着阴离子型处理剂难以比拟的优点。

近年来的钻井实践表明，阴离子型钻井液体系对近代高压喷射钻井和优化钻井的局限性越来越多，如泥浆的静结构力强、水眼能耗大，对钻屑及粘土的水化分散抑制能力不足等，已成为优化钻井中的突出问题。

石油勘探开发研究院油化所与西南石油学院合作，在阴离子类处理剂合成的基础上，研制出了能够与阴离子泥浆体系相配伍的新型两性复合离子聚合物包被降滤失剂FA-367，进一步实现了泥浆处理剂的多功能化。

两性离子聚合物处理剂表现出的良好性能，也推动了两性离子塑多元共聚物降失水剂的研究工作。

随着钻特殊井、超深井和复杂井数量的增多，对钻井液工艺技术提出了更高的要求，原有的钻井液处理剂已不能完全满足钻井液工艺技术发展的需要。

这便促使了油田化学工作者致力研制开发新型钻井液处理剂。

随着钻井液添加剂的广泛使用，大量的废弃钻井液添加剂进入环境，其中有相当一部分不能或很难被自然界中的微生物降解。

这些添加剂长期滞留在环境中，轻者污染环境，影晌动、植物的生长，重者毒害人、畜。

合成聚合物是用量大的钻井液降滤失剂之一，也是国内油田化学工作者研究、探索最集中、最活跃的领域。

研究表明，采用新单体与丙烯酸、丙烯酰胺等共聚，可改善聚合物类处理剂的耐温性能和抗高价离子污染的能力。

从2O世纪9O年代后期至今，油田开采“双保”（保护环境、保护产层）活动越来越受到重视，也正是认识了天然材料改性后的诸多优点之后，又开始把目光投向了天然原料的油田化学剂。

天然材料来源丰富，价格低廉，如淀粉、纤维素、腐殖酸、栲胶（单宁）、木质素等的天然材料改性后具有生物降解性，是环保型材料，用作多功能新型油田化学剂的前景十分广阔。

我国在钻井液降滤失剂研究与应用方面已取得了大的进展，钻井液工艺技术亦日趋完善，现有降失水剂已基本上能满足钻井液降失水的需要，同时在新型处理剂研究方面也积累了一些经验。

第二章历史回顾

70年代末研制出了以磺甲基化酚醛树脂（SMP）为代表的合成树脂类降滤失剂，并成功的应用于深井和复杂井的钻井作业中，随后即迅速在全国各油田推广应用。

牛亚斌等[1]于80年代初期研制出了丙烯酸多元共聚物泥浆处理剂（包括增粘剂、降滤失剂和降粘剂），进一步推动了人工合成聚合物在钻井中的应用与发展，同时也为发展我国聚合物泥浆起到了积极的作用。

2.1纤维素衍生物

以羧甲基纤维素（CMC）为代表的纤维素产品是迄今为止用量最大，用途最广泛的钻井液降滤失剂之一。

CMC之所以能成为重要的钻井液处理剂，因为其原料来源丰富、价格相对低廉，生产工艺也较简便。

然而CMC分子主链是以醚键相连结，一般在钻井液中抗温只能达到l30～140℃，加之其抗高价离子污染、抗盐能力有限，在更大范围内应用受到限制。

添加诸如苯酚、苯胺、水杨酸等抗氧化合物可以改善CMC的抗温性能（使用温度可提高到l50℃以上），由于这些抗氧剂的毒性人们很少使用。

用化学方法在分子中引入一些基团，如甲基、乙基、氰乙基、羧乙基等可以有效的改善CMC的抗温性能。

一个典型的例子[2]是用丙烯腈对CMC在碱性条件下进行氰乙基化反应，其结果使CMC在抗高温、抗盐及抗高价离子污染方面有了大的改善，尤其是在提高抗高价离子污染方面，显著优于CMC，扩大了CMC的应用范围。

张连生等[3]以CMC为骨架用混合稀土高价硝酸盐引发AM进行自由基接枝聚合得到CMC－PAM梳型共聚物，经水解处理和羟甲基化反应制得聚N-羟甲基丙烯酰胺－丙烯酸钠接枝羧甲基纤维素则是又一新型改性产物，该产物作为钻井液添加剂，有良好的综合性能；进一步研究表明，这一接枝产物的增粘和降滤失能力显著优于Drispac，由于N-羟甲基丙烯酰胺接枝共聚物降解后的产物仍具有足够的分子量，在淡水泥浆中经165℃高温后仍能保持良好的降滤失性能[4]。

蒋太华等[5]由改性纤维素与丙烯腈在一定条件下接枝共聚、水解、磺化而制得一种新型降滤失剂LS-2，经室内和现场试验表明，该降滤失剂热稳定性好，对泥浆体系的粘切影响小，抗电解质能力强，可适用于各种钻井液体系。

2.2淀粉反其衍生物

淀粉衍生物类降滤失剂以其良好的抗盐性能而成为饱和盐水钻井液的理想降滤失剂。

谭业邦等[6]用接枝的方法合成了一种淀粉接枝磺甲基化聚丙烯酰胺（S-g-SPAM），泥浆性能试验表明，该产品在淡水、盐水和饱和盐水泥浆中无论在室温或150℃下均具有好的降失水效果和良好的抗钙污染能力。

高锦屏等[7]用淀粉、AM和PVA（聚乙烯醇）制得接枝共聚产物，其降滤失、抗温性能优于CMC，而其成本比CMC低。

2.3合成树脂类

磺甲基酚醛树脂（SMP）是典型的合成树脂类降滤失剂，由于其分子主链中含有苯环，热稳定性好，在泥浆中抗温能力强，同时其主要水化基团－CH2SO3－对盐的敏感性弱，因此处理剂的抗盐污染能力提高，使SMP类在石油深井钻探和盐水泥浆中得到较广泛的应用，并发展了以SMP为主的用于深井段的钻井液体系。

为了进一步扩大SMP的应用范围，在SMP现场应用的基础上还开展了SMP的改性工作。

谭道忠等[8]，由SMP、SMC和HPAN经复配或共缩聚制得一种代号SPNH的钻井液高温稳定剂，这一添加剂在现场应用中取得了显著的技术经济效益。

甘肃省山丹县龙首化工厂[9]针对油田需要研制生产了一种代号PSC的磺化酚腐植酸铬泥浆处理剂，该剂具有较好的抗盐、抗温能力，在降滤失量的同时还有较好的降粘作用。

王平全[10]选用风化煤与苯酚、磺化剂、交联剂等反应而制得一种新型的抗高温降失水稳定剂PSC-I，它具有较好的降失水作用，抗温能力强、抗盐性好，其效果明显优于SMP及SMP与SMC的复配物。

HMF则是冷福清[11]以SMP与SMC共聚制得的多功能降滤失剂，因其具有好的降滤失效果及抗盐、抗温能力，是一种较理想的抗高温降滤失剂。

由SMP与木质素磺酸钠缩聚而得的SLSP，除具有SMP的抗温抗盐能力外，还有降粘作用。

中原油田在钻井液实践经验的基础上，由SMP、水解聚丙烯腈、腐植酸钾等共缩聚制得的SDX，除具有以往产品良好的降失水作用外，还具有较好的防塌作用。

以SDX和XA—l为主设计的XA—I/SDX低聚物抑制性泥浆体系有效的解决了中原油田易塌地层防塌问题。

2.4丙烯酸多元共聚物

聚台物类是目前用量最大的降滤失剂之一其发展速度较快。

这类聚台物以丙烯酸、丙烯酰胺共聚物为主。

腈纶废料的水解产物是一种中等分子量且价格低廉的丙烯酸多元共聚物，其成本仅相当于纯粹合成聚合物的1/3。

因此其用量在钻井液中一直占主导地位。

这类产品有水解聚丙烯腈钙（CPAN）、水解聚丙烯腈钠、铵、钾盐等。

近年来铵盐有取代其钠、钙盐的趋势，为了充分利用PAN废料，近年来在制备工艺及改性方面进行了一定的工作。

彭振斌[12]采用PAN和PAM在高温下加压共水解的方法制备了一系列新型的多效处理剂-水解双聚铵，现场应用表明，这种水解产物具有加量少、综合性能好，与其它处理剂配伍效果更佳，同时具有较好的抗盐、抗钙、抗温和防塌效果。

王中华[13]采用PAN废料与CaO等在适量的H2O存在下高温高压水解制得CPA（相当于水解聚丙烯睛钙），其性能可以达到通用的水解聚丙烯腈钙标准，而成本仅相当于传统法的3/5，从而开辟了PAN废料利用的一条新途径。

第三章发展概述

从钻井液处理剂的发展看，70年代以来，水解聚丙烯腈盐类、聚丙烯酰胺和水解聚丙烯酰胺在钻井液处理剂中得到广泛应用，并形成了低固相不分散钻井液体系。

在80年代实践经验的基础上，90年代的FA367为代表的两离子型聚合物，使聚合物钻井液工艺技术又有了新的发展。

而阳离子处理剂的研究也逐步为人们所重视，但并没有真正形成阳离子处理剂系列及钻并液体系。

由于缺乏更多的配套措施也限制了该体系的发展，90年代初期至中期，“正电胶”钻井渣成为钻井液界的研究热点，但也没有形成真正的配套的钻井液处理剂和钻井液体系，正电胶仅仅是一种处理剂而已分析上述情况可知。

聚合物类处理剂品种最多，但主要为丙烯酸和丙烯酰胺的多元共聚物，后来尽管人们试图通过引入部分阳离子基团来提高产品的综合性能，但由于所用阳离子单体的聚合活性的限制，阳离子单体的引入量有限，在改善聚合物的综合性能方面并无长足进步。

2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸（AMPS）作为一种新型的含磺酸基单体，由于其易聚合且易得到高相对分子质量的产物，因此受到了油田化学领域的重视。

80年代初期国外就开始了AMPS共聚物的研究与应用，但由于当时AMPS的生产工艺复杂，且产量有限、成本高，研究进展较缓慢。

中国从80年代末期开始AMPS及其共聚物的研究工作，90年代中期，聚合级AMPS的问世，使AMPS聚合物的研究为人们所重视，但进展亦较为缓慢，直到90年代后期，AMPS聚合物才得以在现场应用至2000年12月，AMPS聚合物已经在近1O0口并应用，取得了显著的经济效果和社会效益。

从钻井液处理剂的牌号看，中国有200多种产品。

但归结起来，不外乎丙烯酸多元共聚物、腐殖酸改性产物、磺甲基酚醛树脂、纤维素和淀粉类，其中尤以水解聚丙烯腈与褐煤、磺甲基酚醛树脂复合物类产品居多许多企业将水解聚丙烯腈与褐煤、磺甲基酚醛树脂等掺和在一起。

3.1利用新单体合成聚合物降滤失剂

合成聚合物是用量大的钻井液降滤失剂之一，也是国内油田化学工作者研究、探索最集中、最活跃的领域。

研究表明，采用新单体与丙烯酸、丙烯酰胺等共聚，可改善聚合物类处理剂的耐温性能和抗高价离子污染的能力。

这方面的研究报道见表3-1[14]。

表3-1利用新单体合威的聚合辅降滤失剂

名称或代号

原料或组成

主要性能与适用的钻井液体系

FLA

以2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸（AMPs）为主，配合其他几种乙烯基单体

在3%钠膨淘土基浆中加量2％时抗温能力达220℃，抗盐至饱和，抗5%Nacl，在蘸水、盐水、饱和盐水及含钙钻井液体系中的抗温降滤失能力忧于国外同类产品

MOTAC/AA/AM

甲基丙烯酰氯基三甲基氯化铵、丙烯酸、丙烯酰胺

0.2%加量可使淡水泥浆的降失降至1OmL以下，0.5%加量可使盐水和人工海水泥浆的滤失降至1OmL以下。

抗温、抗污染和防塌能力强，适用于淡水、盐水和海水泥浆体系。

AMPS/AM-淀粉

糊化淀粉、AMPS、AM等接枝共聚

0.3％加量可使淡水泥浆的滤失降至6mL，1.0%加量可使盐水泥浆的滤失降至5mL，1.5%加量可使人工海水泥浆的滤失降至4.4mL，具有较强的抗温、抗盐和抗高价金属离子污染的能力

DMDAAC/AA/AM

二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸、丙烯酰胺

加量为0.1％－0.3％的共聚物在4％膨润土浆中具有较好的降滤失作用和较强的抗温能力，适用于阳离子泥浆体系，也适用于阴离子泥浆体系

DMA/AA/AM

甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、丙烯酸、丙烯酰胺

淡水泥浆中加量为0.4％，盐水泥浆中加量为1.0％，饱和盐水泥浆中加量为1.4％，人工海水泥浆中加量为0.7％时均有较强的降滤失能力和较强的抗盐、抗高价金属离子污染的能力，适用于多种泥浆体系

SMP（AM/MA）

磺甲基化聚（丙烯酰胺/马来酸）

加量为1.5％时在淡水、盐水及饱和盐水泥浆中均有明显的降滤失效果

CPF

丙烯类单体聚合物

降滤失性好，有较强的抗温能力

3.2利用化工副产品和工业废料制备钻井液降滤失剂

合成聚合物价格较高限制了它的推广应用。

利用石油化工副产品和工业废料开发价廉的新型降滤失剂可缓解这一矛盾，表3-2介绍了这方面的研究情况[14]。

表3-2利用化工副产品和工业废料制备的钻井液降滤失剂

名称或代号

原料或组成

主要性能与适用的钻井液体系

DHL-1

烃类石化副产品、低分子填料、基液

加量为6％是可使泥浆的高温高压滤失降至8.6ml，适用于聚磺泥浆体系

A96-1

腈纶废料水解产物、丙烯酸、丙烯酰胺

0.3％加量可使淡水泥浆的滤失降至8ml，0.7％加量可使海水泥浆的滤失降至7ml，抗温、抗污染能力强，防塌效果好

Q195

腈纶废料、腐殖酸、尿素

良好的降滤失、抗温、抗污染等性能

3.3利用天然原料开发钻井液降滤失剂

表3-3列出了利用天然原料开发的新型钻井液降滤失剂的实例[14]。

表3-3利用天然原料开发的钻井液降滤失剂

名称或代号

原料或组成

只要的性能和适用的钻井液体系

CHSP-Ⅰ

磺化腐殖酸钠、水解聚丙烯腈钠盐、阳离子丙烯酰胺、甲醛、苯酚等

加量为3％时具有良好的抗高温能力和降滤失能力，防塌能力强，适用于阳离子聚合物泥浆

CAP

磺化腐殖酸钠、二乙基二烯丙基氯化铵（DEDAAC）、AMPS、Na-HPAN

加量为4％时抗污染能力极强，抗盐达饱和，抗钙达7000ppm，在200℃高温下能很好维护泥浆的流变性能，适用于阳离子聚合物体系

PD-1

腐殖酸、甲醛、苯酚和聚丙烯腈

具有耐温、抗钙、抗盐和良好的降滤失性能

RSTF

腐殖酸与两种以上聚合物接枝共聚物

加量为2％－3％时在聚合物泥浆、正电胶泥浆中高温高压滤失量降低率可达50％，具有较强的抗盐、钙污染能力，抗温可达220℃

改性SMP

落叶松树皮、花生壳提取物替代部分苯酚制备而成

降低高温高压滤失量的性能与SMP相当，适用于聚磺泥浆

MFC

膨化淀粉，腈纶废丝水解产物、褐煤等

在淡水、盐水、饱和盐水泥浆中均有良好的降滤失效果

第四章现状分析

降滤失剂又称为滤失控制剂、降失水剂。

在钻井过程中，钻井液的滤液侵入地层会引起泥页岩水化膨胀，严重时导致井壁不稳定和各种井下复杂情况。

加入降滤失剂的目的就是要通过在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤饼，尽可能降低钻井液的滤失量。

因而降滤失剂成为产销量最大、研究开发最活跃的钻井液处理剂之钻井液降滤失剂分为水溶性和油溶性两类。

水溶性降滤失用途广泛，品种繁多，这里将其分为以下四大类，即：

天然及改性天然高分子类、合成聚合物类、利用工业废料和化工副产品制备的降滤失剂以及合成树脂类。

4.1天然及改性天然高分子类降滤失剂

该类降滤失剂材料来源丰富、价格低廉，如淀粉、纤维素、腐殖酸以及丹宁等具有生物降解性，是环保型材料，应用前景十分广阔。

然而其最大的缺点是功能较差，为了提高抗温、抗污染能力，2O世纪9O年代后期，接枝物类降滤失剂得到了迅速的发展。

4.1.1淀粉及其衍生物

淀粉及其衍生物类降滤失剂以其良好的抗盐性能而成为饱和盐水钻井液的理想降滤失剂，如：

CSJ复合离子改性淀粉降滤失剂、可生物降解的降滤失剂SPS、3-磷酸酯基一2一羟基丙基淀粉醚等[15]；这些降滤失剂抗钙、防塌能力强，但热稳定性差，受细菌作用产生降解、发酵，限制了在深井钻井中的应用。

为了改善其抗温性能，人们引入了阴离子单体[丙烯酸（AA）、2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸（AMPS）]、阳离子单体（HMOPTA、MPTMA）以及非离子单体[丙烯酰胺（AM）]与其进行接枝共聚，这此单体加量少，产品降滤失效果好。

另外，以膨化淀粉、腈纶废丝为原料，合成的抗高温降滤失剂MFC[16]，可满足深井钻探的需要。

4.1.2纤维素类

纤维素是地球上最为丰富的资源，具有廉价、可降解和对环境无污染的特点，由纤维素为原料可以制得一系列钻井液降滤失剂，在1944-1945年,CMC（羧甲基纤维素）降滤失剂问世，目前使用最多是钠羧甲基纤维素（NA-CMC）。

可应用于淡水、海水泥浆中做为降滤失剂，在PRD钻开液中辅助提供钻开液粘度（LRSV）。

但由于CMC在钻井液中抗温只能达到13O～140℃，抗高价金属离子污染、抗盐能力有限，为此，人们研制了以聚阴离子纤维素和纤维素接枝物为主的纤维素降滤失剂[17]。

4.1.3腐殖酸类

腐殖酸分子是由多环芳核与多种活性官能团构成，具有多种功能，基于分子的亲水性、络合能力以及吸附分散能力较强，常常被选作生产抗高温降滤失剂的主要材料，因而腐殖酸类降滤失剂是目前油田化学品中用量最大的处理剂之一。

然而其抗盐能力不理想。

除了磺化褐煤与聚合腐殖酸外及腐殖酸钠等早期产品外，20世纪90年代又研制成功性能更好的改性产品，如：

FJ－9301、JS－90、CT3－7、HUC、HK－931、SCUR、FD-1、RSTF以及腐殖酸接枝物等[15]，同时阳离子型腐殖酸类降滤失剂也得到了开发与利用。

刘盈等[18]将DEDAAC与褐煤共聚制得了代号为CAP的阳离子型降滤失剂，该剂抗盐达饱和，抗钙达7mg/g，抗温200℃，老化后性能优于SPAN，适合用于淡水、盐水泥浆；刘雨腈等[19]由磺化腐殖酸、苯酚、甲醛、水解腈纶废丝与阳离子丙烯酰胺等合成了防塌降滤失剂CHSP-1，该剂具有良好的抗高温、耐盐和降滤失作用，并具有良好的抑制性能和防塌能力。

由于90年代腐殖酸改性产品发展已经成熟，近几年对新剂的研制和报道较少，主要的变化趋势都是从产品的数量向性能上的转变。

较典型的是SHK—AN降失水剂，该剂是先用硝酸氧解褐煤以提高腐殖酸含量，经磺甲基化并与丙烯腈接枝共聚的方法制备，产品抗温达200℃以上，耐饱和盐水，具有较好的抑制性。

卿鹏程等[20]以腐殖酸为主要原料，经过缩合、接枝共聚、金属离子鳌合和磺化等反应制得了高温抗盐防塌降滤失剂KCS-53；该剂热稳定性和抗盐钙能力与SMP-2相当，防塌能力高于FT－881，抗温180℃，且具有成本低，原料来源广，合成工艺简单等诸多特点，有应用推广价值。

4.1.4栲胶类

兴安落叶松树皮一直是国内凝缩类栲胶生产的主要原料。

张洁等[21]将兴安落叶松树皮中酚类化学物经过适当的化学改性后，酚类化合物之间发生了适当的化学结合，在适当的范围内提高了相对分子质量，其产物加人到不分散聚合物钻井液中，可得到比纯聚合物钻井液的流变性能和失水造壁性能更好的改性酚类强化聚合物钻井液。

王中华[22]运用栲胶与AM、AMPS接枝共聚合成了一种新的聚合物降滤失剂，抗温能力达180℃，抗钙、镁能力和降滤失效果均优于丙烯酸多元共聚物A－930。

4.2丙烯酸类聚合物降滤失剂

丙烯酸类多元共聚物通常都是由两种以上的单体聚合而成。

常见的阴离子单体有：

AA、AMPS、衣康酸（IA）、甲基丙烯酸（MAA）等；阳离子单体有：

3－甲基丙烯酰胺氧丙基三甲基氯化铵（MPTMA）、二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（MOTAC）、AEDMAC、HMOPTA；非离子单体：

AM、N，N－二甲基丙烯酰胺（DMAM）、N，N－二乙基丙烯酰胺（DEAM）、N－乙烯基－2－吡咯烷基（VP）等。

4.2.1阴离子丙烯酸类多元共聚物

最早使用聚合物处理剂是由聚丙烯酰胺及由聚丙烯酰胺水解得到的聚丙烯酸钙（盐）。

在此基础上，人们用共聚的方法研制了一系列的多元共聚物降滤失剂[23]。

AMPS是AM的一种改性单体，也是应用最多的阴离子单体之一，主要是利用它的耐温抗盐性能、良好的水溶性和热稳定性，如：

AMPS、AM与AN、MAM或AA合成的三元或四元共聚物的热稳定性较好，在淡水、盐水泥浆中都有良好的降滤失作用。

但由于结构中含有水化基团－COO，以致抗盐、抗高价离子污染能力较差。

陈小明[24]以磺甲基丙烯酰胺（SAM）、AA、AM进行三元共聚，提高了抗高价离子污染的能力，然而它们耐温性都不是很强，均在180℃以下，在深井高温条件下，普通降滤失剂易降解失效导致钻井液性能急剧恶化。

为此，张宝庆等[17]以AMPS、AM与IA共聚，合成的聚合物能抗220℃的高温，具有高效降滤失性；将非离子单体DMAM引人与AMPS、AM进行三元共聚，其抗温能力可达200℃，并具有加量少，降失水效果好的特点，在饱和盐水和含钙泥浆中有广阔的应用前景；李玉光等[25]报道了以AMPS等乙烯单体为原料合成聚合物FLA，其抗温（220℃）和降失水能力都优于同期国外产品；陈娟等[26]将AM、AMPS、NVP按一定比例合成的聚合物NJ－1，降失水和配伍性好，抗温（220℃）抗钙性能明显优于降滤失剂SJ－1和SR－1。

该剂在埕北现场多口井中应用，均取得了良好的效果。

4.2.2两性离子多元共聚物

在传统的阴离子型钻井液降滤失剂的制备中，通过引入阳离子单体可制得聚阳离子型、两性离子降滤失剂，在改善泥浆流变性能、降低水眼粘度、稳定井壁以及控制地层造浆等方面有着阴离子型降滤失剂无法比拟的优点，尤其是抗高价金属离子污染能力强，满足了高压喷射钻井和优化钻井的需要。

从2O世纪9O年代中期至今，对两性离子多元共聚物降滤失剂的研究取得了可喜进展，新产品层出不穷。

将DMDAAC与AA、AMPS和非离子单体AM四元共聚制得的降滤失剂有很强的防塌能力，在高矿化度条件下，添加0.5（质量分数，下同），滤失量可由68mL降至10mL。

以AM、DMDAAc和丙磺酸钠等制备的两性离子三元共聚物SA，抗盐钙能力和抑制性较好，但用量