盐重结晶抑制技术的研究.PDF

盐重结晶抑制技术的研究 及其应用 荆州嘉华科技有限公司 内容提要  概述  抑制机理  组成特点  室内评价  现场应用 概述  为了抑制饱和盐水钻井液体系中盐在出现温 差时重结晶析出，保证饱和盐水钻井液在井 底温度下仍然处于饱和状态，从而顺利钻穿 盐膏层，防止糖葫芦井眼、井径扩大、盐卡 等井下复杂事故的发生，研制出一种能够抑 制盐在过饱和溶液中结晶析出的处理剂—— JYYJ盐重结晶抑制剂。 概述 概述  如上图所示在使用饱和盐水钻井液钻穿盐层 和膏盐层时，比较突出的问题是常会遇到因 地面及井下温差使钻井液体系中的盐产生重 结晶，盐大量析出，引起盐损失，而增加钻 井液成本。另外盐晶体对钻具的磨损也是十 分严重的。如何防止饱和盐水钻井液的重结 晶是饱和盐水钻井液必须考虑的问题。 抑制机理  在过饱和NaCl溶液中，往往有规则几何形状的立方晶体结构存在。在晶体的形 + - 成过程中，晶体的角顶和晶棱部位接受溶液中Na 、Cl 的几率远较晶面中心大 + - ，因此优先生长而形成树枝状晶，进而大量的Na 、Cl 在晶核上进一步有规则 地吸附堆积，形成立方晶体而析出。  在饱和盐水溶液中加入JYYJ盐重结晶抑制剂后，在盐形成晶核的初期，离解 出的正负电荷基团选择性地吸附在无机盐晶核或微晶上，占据一定位置，改变 晶体表面的电荷分布，破坏晶核的产生，阻碍和破坏无机盐晶体的正常生长， 使其发生畸变；同时，吸附在无机盐的微晶上的共聚物，使微粒间斥力增加， 阻碍它们的聚结，使它们处于良好的分散状态；从而使析出的盐能够形成质地 疏松、颗粒微小的树枝状晶体使其由立方体变成微小的树枝状（雪花状）晶体 ，阻止盐在其表面继续生长变大。 组成特点  通过调研国内外相关资料，已知的盐重结晶抑制剂主要有无机和有机 两大类：  (1) 无机类盐抑制剂：以氰化物，苯的衍生物为主的复配物，成本比较 高，效果很好。  (2) 有机类盐抑制剂：1、3—二氨基丙一乙醇膦甲基化衍生物、盐酸、 乙醇、乌洛托品，苯的衍生物的复配物。在国外的一些专利中也介绍 过一种氮氚三乙酰胺(nitrilotiacetamide)的有机抑盐剂，它在抑制氯化 钠，氯化镁，氯化钙等的结垢中效果很显著。但是由于其合成条件和 方法都很苛刻，致使成本很高。 组成特点  室内通过不断摸索研究，终于研制出一种类氮氚三乙酰胺的有机类盐 抑制剂，其对合成条件要求不太高，且成本又相对较低廉的合成工艺 ，通过中式证实该工艺的出品率很高，适合工业化量产。  JYYJ盐重结晶抑制剂的主要成份是N(CH CONHR) 。它有1个氮川基 2 3 和3个酰胺基团，整个分子呈四面体结构。当在饱和或过饱和NaCl溶 液中加入JYYJ时，3个酰胺基中的羰基氧由于具有较大的电子云密度 - + 而排斥Cl ，吸附在Na 离子上；氮原子带部分正电荷，当它在NaCl溶 + 液中存在时，而NH-R 将吸附在氯离子上，从而将改变NaCl 晶核表面 的电荷分布，破坏氯化钠晶核的生长，抑制氯化钠从溶液中晶核析出 。 作用用途  JYYJ盐重结晶抑盐剂的作用主要表现