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正交实验

根据胶束自由基聚合原理，影响聚合反响的要素有pH值、温度、引发剂质量分数、交联剂(MBA)质量分数和单体摩尔比。设计5要素4水平的正交实验，表1为正交实验要素水平表。表2为合成SDTP正交实验表，根据表2的设计条件合成了16种抗高温增黏剂，并分别测定了16种增黏剂在钻井液中经180。C、16 h后的塑性黏度及动切力。钻井液配方为：4％淡水基浆+1％SDTP+0．5％Na2SO3。

钻井液中，塑性黏度岸。反映了在层流情况下，钻井液中网架强度的破坏与恢复处于动平衡时，悬浮的固相颗粒之间、固相颗粒与液相之间以及连续相内部的内摩擦力的强弱；而动切力(屈服值r0)反映了钻井液在层流时，黏土颗粒之间及高分子聚合物分子之间相互作用力的大小，即钻井液构成空间网架结构才干的强弱；同时，为了能够在高剪切速率下有效破岩和在低剪切速率下有效地悬浮钻屑，恳求钻井液的动塑比(r0／岸。)较高，其反映了钻井液剪切稀释特性的强弱，动塑比越大，钻井液触变性越好口“。因此，正交实验结果与钻井液塑性黏度和动切力的优化有关。处置交实验结果时，首先将。中止标准化处置，分别记为X、y和Z，然后再赋予3个评价指标相同的权重，H为综合评价指标，H=X+y+Z，H越大，增黏效果越好，构成空间网架结构的才干越强，钻井液触变性越好。

由表2中的极差分析结果可知，影响SDTP综合效果的要素主次次第为pH值>温度>交联剂质量分数>单体摩尔比>引发剂质量分数。由均值分析结果可知，最佳合成条件为A2、B1、C4、D1、E2，即pH值为7，反响温度为60℃，引发剂质量分数为0．4％，交联剂质量分数为0．5％，单体摩尔比NVCL：SSS为4．5：5．5。

2．2元素分析

表3为SDTP的C、N、S元素质量组成分析结果。从表3看到，SDTP中各单体的摩尔比均略低于投料摩尔比，这是由于单体NVCL和SSS的反响活性较低，极少量的单体未参与聚合反响构成的，同时，元素分析结果标明新合成聚合物增黏剂SDTP中含有3种反响单体。

2．3相对分子质量测定

采用德国SFD凝胶渗透色谱仪(GPC)测定SDTP的相对分子质量，以pullulan p-82(葡聚糖)为标准样，结果显现SDTP的重均分子量Mw=9．015 84×105，数均分子量Mn=4．237 15×105，分散指数为2．127 8。

2．4热重分析

图1为新型增黏剂SDTP的TG—DTA分析曲线，由TG曲线可以看出，SDTP热合成时重量有3次减少，开端大量热合成温度约300℃，在室温至600℃范围内热失重总量约为55％；DTA曲线显现出SDTP合成过程中有2个明显的吸热峰，吸热终了点分别为300℃和390 6C。TG—DTA分析曲线标明SDTP具有较好的热稳定性。

2．5 EC50值

近年来，各国对海洋环境维护也日益注重，海洋钻井液的环保问题也就越来越突出，世界各国政府及各国中央政府对钻探施工的废物排放都制定了严厉的法律法规。可排放海水基钻井液是以海水作为配浆水、以无毒环保处置剂为主的环保型钻井液，可以显著降低陆上基地与海洋平台间水源运送及钻井液废弃物回收处置本钱。当SDTP用作可排放海水基钻井液体系的关键处置剂时，其有无生物毒性至关重要，笔者采用发光细菌法测定了SDTP的生物毒性，用EC；。值(相对发光率50％时)来表征被测物的生物毒性，EC，。值越大，标明被测物的生物毒性越小。实验结果如图2、表4所示。

从图2可得SDTP生物毒性测试拟合线性回归方程为Y=0．8140—0．0202a：，SDTP基钻井液API滤液生物毒性测试拟合线性回归方程为Y=0．740 4—0．0180x。从表4分析结果可知，当发光细菌的相对发光率为50％时，根据线性回归方程得出SDTP的EC，。值为15．529 x 104mg／L，SDTP基钻井液API滤液的EC；。值为13．330 X 104mg／L，毒性分级结果均显现SDTP无毒。参照中国海洋局发布国度标准GB／T18420．1-2009{海洋石油勘探开发污染物生物毒性分级》规则水基钻井液在中国一级和二级海域排放生物毒性允许值分别为3 x 104mg／L和2 x 104mg／L，可知SDTP满足水基钻井液可排放恳求。

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