甲基硅酸钾在油田钻井中的应用

甲基硅酸钾在油田钻井中的应用

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甲基硅酸钾在油田钻井中的应用型

(延边大学，吉林省延吉市 .3 0 2 130 )

研究了甲基硅酸钾的合戚方法及其在油田钻井中的应用。 关麓词：甲基硅酸钾稀释剂防塌剂

1引

言

9 ,成4 水溶液。 8配 0 2 2 2操作方法 ..

据报道，、、、、罗斯等国在钻英法美德俄井、油、输等重要的石油工业环节中，采集广泛应用了有机硅材料。洗井及洗井材料方在面 .献中介绍了甲基硅酸钠的使用情文

2 2 2 1水解操作 . ..将甲苯 1 0水 2 0入三口烧瓶， 2g和 4g装再将甲基三氯硅烷 1 0 ( . mo)甲苯 6 g装 2 g 0 8 1和 0

况

。内近几年也将有机硅类应用于石国

入滴液漏斗中，动搅拌使水与甲苯在三 I开： 1 瓶内分散均匀，后从滴液漏斗中滴加甲基然三氯硅烷甲苯溶液，较低的温度下进行反在

油钻井中。。9 3,河油田勘探指挥部泥 18年辽

浆站第一次将建筑材料用防水剂——甲基硅酸钠作为防塌剂，于钻井泥浆，欢272 用在——7井应用成功，获得下钻畅通、径扩大 9 3井 .的效果。者做了甲基硅酸钾的合成小试及作中试：在辽河油田一个钻井台上作了中型还应用试验，果较好。文介绍小试情况。教本

应。完料后在室温下搅拌 3 mi,应结束加 0 n反将反应物倒入分液漏斗中静置过滤，洗至水中性，后得到水解物最 2 2 2 2碱溶操作 .. .

,

。

将甲基硅树脂甲苯溶液加入装有搅拌器、温度计及滴液漏斗的三口玻璃烧瓶中按需要决定 K H的 mo数，它配成 4 水溶 O l把 0

2甲基硅酸钾的合成方法 2 1甲基三氯硅烷的木解缩合反应 .

“ b— I。+3 c+“— s H。‘ a甲基硅树脂的碱溶反应( cH 0 )+ 3 n nKOE— I l H c SI oK) C 3

液，于滴液漏斗中。搅拌下从滴液漏斗中装在把 4浓度的 K H溶液滴入烧瓶内进行反 0 O应，加反应在低温下

进行 .完碱后搅拌滴加

L【 . cH3 J )+ H 2 so n 0

3。 h甲苯可回收利用。固体产物用红外线灯将烘去大部分溶剂，后放入烘箱中于 7 C干然 0燥。品保存在密封干燥器内。产

2 2实验部分 .

22 1原 ..

料

甲基三氯硅烷：氯量> 6,度>含 8纯

5甲基硅酸钾的合成机理与影响因素 5 1水解缩合机理与影响因素 .由于硅的电负性比较小，它的电子云而

9, 8甲基高沸物含 C4~ 4} 13 7甲苯：工业品，量7 9%;氧化钾：业品，量>含 8氢工含

甲基硅酸钾在油田钻井中的应用

第 6期

精

细

石

油

化

工

极化度较高，此硅与某些元素和基团组成因的键的极化程度大，在水解作用下极易断并

5 2甲基硅树措碱溶反应机理与加碱量的 .确定

裂。有与硅原子相连的卤原子及 O 含 R, O O N 基团的化台物极易水解，此 C R, H等因许多有机硅的水解和进一步的缩台反应，是合成聚有机硅氧烷的重要方法。

甲基硅树脂系有一定交联或支联结构的高聚物 ( HSO 它有以下几种可能的结 C,iN),构：

影响甲基三氯硅烷水解缩聚的因素有：5 1 1单体结构 ..水解速率随着 s— x键的极性和分子中 i

每个硅原子上的卤原子数的增加而增加。有机基团的类型及数目对水解速度也有影响，

当基团越多和越大时，由于位阻作用，分子水的亲核进攻和 s一x键的断裂就受到越大的【阻力。们的电负性越大，越能强化 s— x它就 i键和降低此键对水的反应性。

5 1 2水的用量 ..当水量不足时，要生成线型高分子物；主 而当水过量时，烷基氯硅烷能完全水解。则如

H o_ sI o K—o H0一 Sl CH #

‘{ 烷基氯硅烷量的五倍。f 6

~0一 所生成的盐酸浓度< 2 ,是水量至少为二0●, 0● .K H

何确定水的过量。 ..度，是将水量调整到让程一如果 K OHlC SO￣)= 3: ( o比 )则完 ( H3i 1t l o,O K

一

5 1 5介质的 pl .. V值

一 酸性

介质时，解速率决定于水与酸的水州..

l

全反应时理论上应生成 c H l

—K,单链 o即O K

c浓度乘积。酸水溶岛●对所●0的硅醇的自盐蒗 o● 形成o缩台有加速作用，般酸浓度控制在 1~一 2

节的甲基硅酸钾。每氧比钾与硅树脂的反而应多是使+n _ o l

1中性介质时，解反应进行不完全。 7水碱性介质时，解反应速率很慢，较多时，水碱主要形成线型结构；环状结构产物的产率较低。 一 51 4溶剂的性质 ..要既能溶解硅酸、醇，硅又能溶解水和单

一一

o卜 _链打断生成

。此，根据使用要求，使用因应即

单链节的硅酸钾，是使用多链节的硅酸钾还来确定加碱量。水解过程中如果反应很完在全，部交联变成 ( Hai￣ 则碱溶时可按 全 C SO ),

体 .起到一种有效的稀释作用，应提高了能相低分子量有机硅分子内部脱水生成环构体的

生成的硅树脂量计算加碱量，实际水解缩但合反应不可能完全，硅原子上保留了部分在OH一另外，碱溶过程中还有— _ …,在 0_ ……‘J

可能性，到含量多的低聚物环构体。文选得本用的是甲苯。 515温 ..度一

l

提高温度能加速水解，使进一步缩台，促 增大分子量。温度越高，生成物的交联度但则越大，原子上羟基含量越少。硅因此，根据应所需产品的性能与用途决定其温度。

一之间的缩合反应。确定硅树脂与碱量故

比为 1 2 5 2 8 to)这样能减少产品中碱；.~ . ( 1 o

含量，加有机硅含量，证产品质量和产增保量。

甲基硅酸钾在油田钻井中的应用

精

细

石

油

化

工

19年 93

4甲基硅酸钾的主要技术指标分子式或结构示意式为OK

本产品若与 S MC或硝腐酸配伍使用，效果较好，单独使用 (量 0 5以上 )变性若加 .流好。

a O —皓 c K EC H

。

6结

论

6 1本产品可以认为具有一定数量的吸附 .基团——羟基和一定数量的水化集团—— O能起稀释作用 K,

固

体含量> 3,机硅固体含量> 0有 2,性固体 l,离碱< 3,度 0碱 0游 粘(0 2℃)( 5~ 2 )× 1 r/,对密度 1 0 0 ls相 ' l ( 0 1 2~ 1 2,释剂为水，观无色或 2 c) . 3 . 5稀外黄色。

6 2合成本产品的关键在于碱溶配方，加 .若碱量大，品质量差，效成分偏低，加碱产有若量太步，降低产率，步效益。则减

5甲基硅酸钾性能测试

8 5与硝腐酸、M . S C配伍使用效果较好参1 2 s u 8 4 0 7 74 s u 8 7 38 9 8

5 1主要技术指标(河钻井二公司泥浆站 .辽测试 )考文献

含盐量 2 5 4p总碱】 . 8,效物 1 3pm, 2 2有含量2 . 6, 1. 5,离碱 2 1。 1 5硅 7 0游 . 3 52室内泥浆测试 (河钻井二公司泥浆站 .辽测试 )

3刘安建等 . 新材料——有机硅在石油工业中的应用厦其设想，石铀钻采工艺》 1 8 .北省任丘《,9 4河市.丘出版社任 4晨光化工研究院四室，—-硅树脂试验报告， 4 691 6 6— 9 6. 6 2

5 2 1室内泥浆试验 ..评价意见：品有效物含量较高，入泥本加浆中有较好的稀释作用和一定的防塌作用

52 2性能测试 (田钻井所测定 ) ..油评价意见：(稿日期 9一 O— 2 )收 l蚰 8 4

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