目前钻井液常用的包被剂为聚丙烯酰胺类聚合物的相对分子质量较大，一般在300 万以上，容易造成体系粘度的不易控制。深水低温环境要求包被剂具有较小的相对分子质量，很强的包被能力。利用反相悬浮聚合工艺，采用丙烯酰胺类单体和二甲基氯化铵类单体为原料，在室内合成了一种适用于深水水基钻井液用的低相对分子质量包被抑制剂PF-UCAP。室内评价结果表明，PF-UCAP的粘均相对分子质量≤100 万，平均粒径在50 μm 左右，钻屑滚动回收率高达85 %以上。同时，UCAP对3 %基浆的粘度影响较小，低温条件下的流变性也较小，可在高固相含量，高密度的泥浆体系中使用。

关键词：深水；包被剂；低相对分子质量；合成；评价

包被剂是水基钻井液中一种应用广泛且非常重要的有机处理剂，该处理剂主要是靠化学键吸附在钻屑的表面，将其缠绕包裹起来，防止钻屑与水分子接触发生水化分散[1,2]。同时，钻井液用包被抑制剂还具有降低失水，改善流型和增强体系的润滑性能等特点。目前常用的包被剂为聚丙烯酰胺类聚合物，如FA367，PLUS，PLH，HP600 等，这些包被剂在泥页岩，砂岩地层都具有很好的应用效果。但这类物质一个共同特点就是相对分子质量较大，一般在300 万以上，甚至更大。

深水作业由于低温特点，限制了高相对分子质量包被剂的使用。原因是低温下这类物质会使体系的粘度增大，给现场体系流变性的控制带来一定的困难，也给泥浆泵泵送增加了负担[3,5]。同时，深水低温条件下这类物质的溶解速率降低，大大降低其对钻屑的包被能力。因此，在深水作业中，对包被剂的要求不仅要有较低的相对分子质量，同时，还要有很强的包被能力。本文以丙烯酰胺，阳离子单体二甲基氯化铵类为主要原料，利用反相悬浮聚合的工艺合成了一种深水用低相对分子质量包被抑制剂PF-UCAP，并对其性能进行了评价。

1 实验材料及方法

1.1 实验原料

合成的主要试剂有：环己烷（分析纯，天津富宇精细化工有限公司）；单体Ⅰ（丙烯酰胺类，分析纯，天津科密欧化学试剂有限公司）；单体Ⅱ（二甲基氯化铵类，Aladdin Chemistry Co.Ltd）；过硫酸铵（分析纯，上海埃彼化学试剂有限公司）；失水山梨醇单硬脂酸酯（化学纯，成都科龙化工试剂厂）；相对分子质量调节剂（硫醇类，分析纯，成都科龙化工试剂厂）。

1.2 实验仪器

电子天平（FA2204B，上海菁海仪器有限公司）；四口烧瓶（联华玻璃仪器厂）；集热式磁力加热搅拌器（DF-101S，金坛市医疗器械厂）；循环水真空泵（SHZ-Ⅲ，上海亚荣生化仪器厂）；真空干燥箱（DZF-6020，上海一恒仪器有限公司）；扫描电子显微镜（S-4800，日本Hitachi 公司)；OFI900 旋转黏度计（OFI）；滚子炉。

1.3 PF-UCAP 的合成

（1）在1 000 mL 四口烧瓶中加入600 mL 环己烷和2.8 g 失水山梨醇单硬脂酸酯，边搅拌边加热使其充分溶解；（2）分别将60 g 单体Ⅰ、18 g 单体Ⅱ以及40 mg相对分子质量调节剂加入烧杯中，并用50 mL 蒸馏水完全溶解，即得单体溶液；（3）将配置好的单体溶液慢速滴加到四口烧瓶中，通入氮气约30 min，并开始加热升温。温度上升到55 ℃左右时停止加热，再加入840 mg的过硫酸铵溶液；（4）继续搅拌，反应为放热反应，控制温度在65~70 ℃；（5）待反应完成后，共沸除水，冷却后将反应产物进行抽滤，烘干即得最终产品。

1.4 基浆的配置

按水：无水碳酸钠：膨润土=100：0.2：3 （质量分数），在搅拌情况下先后往水中加入无水碳酸钠和膨润土，继续搅拌4 h 以上，然后封闭静置16 h，备用。