第一章 绪论 1
第一节 引言 1
一、钻井液用化学品的概念 1
二、钻井液用化学品及钻井液的现状和发展趋势 2
三、钻井用化学剂的分类 5
四、钻井液用化学品的作用 5
第二节 高分子基本知识 6
一、常用术语 7
二、聚合物反应与分子结构基本概念 9
第三节 钻井液处理剂的结构与性能关系 11
一、高分子处理剂作用基团及影响因素 12
二、处理剂分子的刚性对其性能的影响 13
三、相对分子质量及其分布对处理剂性能的影响 14
四、高分子处理剂解吸分析 15
第四节 提高处理剂水平的途径 15
一、开发配套的专用原料 15
二、新型聚合物的性能完善与推广 16
三、重视天然产品的开发 16
四、其他方面 17
第五节 钻井液用化学品及钻井液性能测试方法 17
一、挥发分测定 17
二、水不溶物的测定 18
三、酸不溶物的测定 20
四、pH值的测定 21
五、细度的测定 22
六、密度的测定 23
七、钻井液密度的测定 25
九、流变参数的测定 26
八、中压滤失量的测定 26
十、粘土（页岩）分散试验 28
第六节 用于钻井液化学品生产的基本原料 29
一、无机化工原料 29
二、有机化工原料 32
参考文献 37
第二章 钻井液用化学品设计思路 38
第一节 概述 38
二、原料的选择 39
四、对水化基团和吸附基团的要求 39
三、对产品结构的要求 39
一、明确产品的开发目的 39
第二节 基本设计思路 39
五、经济效益 40
六、环境要求 40
七、工艺条件 40
八、市场预测 40
第三节 由现场需要产生的设计思路 41
一、处理剂设计应紧紧围绕现场需要 41
二、复配技术的应用 41
第四节 合成树脂磺酸盐的设计 42
一、逐步聚合反应 42
二、磺化酚醛树脂合成设计 43
第五节 乙烯基单体共聚物的合成设计 47
一、链式共聚合反应 48
二、乙烯基单体共聚物处理剂的合成设计 49
第六节 天然化合物或高分子材料的改性 55
一、高分子化学反应改性 55
二、接枝共聚改性 56
参考文献 58
第三章 用于钻井液化学品生产的新单体 59
第一节 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 59
一、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸合成 60
二、合成实例 63
三、工业生产简介 66
四、AMPS的性能 67
五、AMPS的结构分析 68
六、AMPS的质量分析 70
七、AMPS的应用 73
第二节 N,N-二甲基丙烯酰胺 75
一、合成 76
二、性能 76
三、应用 76
第三节 其他新型功能性单体 77
一、N,N-二乙基丙烯酰胺 78
二、双丙酮丙烯酰胺 78
三、N-乙烯基-2-吡咯烷酮 79
四、2-丙烯酰胺基十二烷磺酸 80
五、二甲基二烯丙基氯化铵 80
六、二乙基二烯丙基氯化铵 81
七、烯丙基三甲基氯化铵 82
九、丙烯酸二甲胺基乙酯 83
八、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯 83
十、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化胺 84
参考文献 85
第四章 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物 86
第一节 AMPS聚合物设计思路 86
一、基本思路 86
二、聚合方式的选择 86
三、引发剂 87
四、单体选择 87
第二节 AMPS聚合物耐温抗盐的理论依据 87
第三节 PAMS聚合物的合成、性能与应用 88
一、PAMS聚合物的合成 88
三、合成条件对共聚反应和产物［η］的影响 89
二、性能实验方法 89
四、合成条件对产物钻井液性能的影响 91
五、钻井液性能 92
六、低相对分子质量产物的降粘作用 97
七、现场应用效果 100
八、结论 104
第四节 其他类型磺酸盐聚合物 105
一、AM/AMPS/IBAM共聚物 105
二、AM/AMPS/ITA共聚物 107
三、AMPS/AM/DEAM共聚物 109
四、AM/AMPS/MAA共聚物 111
五、AMPS/AM/AN共聚物 113
六、AMPS/AM/VMAA共聚物 115
七、AMPS/VMAA共聚物 116
九、AMPS/DMAM交联聚合物处理剂 117
八、AMPS/AA/NVAM共聚物 117
第五节 AMPS聚合物的特点 118
参考文献 119
第五章 具阳离子型磺酸盐共聚物 121
第一节 具阳离子磺酸盐共聚物设计 121
第二节 具阳离子磺酸盐共聚物CPS-2000 122
一、合成 122
二、钻井液性能评价方法 123
三、合成条件优化 124
四、聚合物在钻井液中的效果 126
五、红外光谱和热分析 134
一、AM/AMPS/DMDAAC共聚物 135
第三节 其他具阳离子磺酸聚合物 135
六、现场应用 135
二、AM/AMPS/AA/DEDAAC共聚物 139
三、AM/AMPS/AA/HMOPTA共聚物 142
四、AM/AMPS/MAA/HMOPTA共聚物 146
五、AODAC/AA/AMPS共聚物 149
参考文献 153
第六章 无机-有机单体聚合物 154
第一节 概述 154
一、开展无机-有机单体聚合物研究的意义 154
二、技术关键与技术创新点 155
三、名词解释 155
第二节 分子设计 156
一、单体合成设计路线 156
二、聚合物分子设计 157
三、作用机理 163
第三节 钻井液性能实验方法 163
一、材料及设备 163
二、基浆配制 164
三、钻井液性能测试 164
第四节 抗温抗盐、抗钙的无机-有机单体聚合物 165
一、聚合物合成 165
二、钻井液性能 171
三、结论 183
第五节 具阳离子型无机-有机单体聚合物 183
一、阳离子单体的合成 184
二、聚合物的合成 185
三、钻井液性能 188
四、结论 195
第六节 抗温抗盐无机-有机单体聚合物 195
一、合成 195
二、合成条件对聚合物性能的影响 195
三、钻井液性能 197
四、聚合物的红外光谱 201
五、聚合物的热分析 201
六、结论 202
第七节 无机-有机单体聚合物的应用——钻井液体系 202
一、室内研究 202
二、现场应用 205
三、结论 207
参考文献 207
第一节 接枝的基本概念 208
第七章 接枝共聚物处理剂 208
第二节 引发剂选择 209
第三节 淀粉接枝共聚物 211
一、接枝共聚机理 211
二、AM/AA／淀粉接枝共聚物 211
三、阳离子单体与淀粉接枝共聚物 214
四、CGS-2具阳离子型接枝改性淀粉 219
五、其他接枝共聚物 221
第四节 单宁酸接枝共聚物 221
一、AMPS/AA／单宁酸接枝共聚物 221
二、磺化栲胶磺化酚醛树脂 224
一、AMPS/AA/DMDAAC／木质素磺酸接枝共聚物降粘剂 225
第五节 木质素磺酸接枝共聚物 225
三、其他接枝共聚物 225
二、AM/AMPS／木质素磺酸接枝共聚物降滤失剂 227
三、磺化木质素磺化酚醛树脂SLSP 230
四、其他木质素磺酸盐接枝共聚物 231
第六节 腐植酸接枝共聚物 231
一、AM/AMPS／腐植酸接枝共聚物 231
二、磺化褐煤磺化酚醛树脂 233
三、钻井液高温稳定降滤失剂 233
四、其他腐植酸接枝共聚物 234
第七节 纤维素接枝共聚物 234
一、AM/AMPS／羧甲基纤维素接枝共聚物 234
二、其他纤维素接枝产品 235
参考文献 236
第一节 降滤失剂 237
第八章 常用钻井液处理剂 237
一、天然高分子材料 238
二、合成树脂磺酸盐类 256
三、合成聚合物 262
第二节 降粘剂 285
一、栲胶改性产品 286
二、腐植酸类改性产品 290
三、木质素改性产品 291
四、合成聚合物 292
第三节 增粘剂 296
一、天然材料改性产品 297
二、合成聚合物 298
一、天然材料改性产品 299
第四节 页岩抑制剂 299
二、合成材料 301
第五节 润滑剂 306
一、表面活性剂复配物 306
二、固体润滑剂 310
第六节 堵漏剂 311
第七节 絮凝剂 314
第八节 其他钻井液化学品 315
一、消泡剂 316
二、解卡剂 317
三、缓蚀剂 318
四、杀菌剂 320
五、乳化剂 321
六、泡沫剂 322
参考文献 322