本文關(guān)鍵詞：多胺類黏土膨脹抑制劑及其在油田工作液中的作用研究

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【摘要】：本論文主要以二甲胺或二乙胺和環(huán)氧氯丙烷按摩爾比1:1為原料,分別以哌嗪、三聚氰胺、葡萄糖及油酸鈉為第三反應(yīng)物,適宜條件下反應(yīng)得到一系列交聯(lián)或接枝型多胺類黏土膨脹抑制劑;另外,選用檸檬酸與小分子胺在水溶液中反應(yīng)得到羧胺類小分子黏土膨脹抑制劑。以膨潤土線性膨脹率為評價指標(biāo),優(yōu)化抑制劑合成條件及使用濃度,再采用防膨?qū)嶒灐⒛嗲驅(qū)嶒�、黏土粒度分析實驗及鉆井液性能評價實驗等,對照評價其作用效能,并將效果較好的抑制劑應(yīng)用于壓裂液及酸化液中評價其效能。采用離子交換實驗、掃描電鏡(SEM)、熱重分析(TGA)及X-射線衍射(XRD)等手段深入探討了所合成黏土膨脹抑制劑的作用機(jī)理。(1)以膨潤土線性膨脹率為評價指標(biāo),對多胺類黏土膨脹抑制劑的合成溫度、反應(yīng)物加量及抑制濃度進(jìn)行了優(yōu)化。實驗結(jié)果表明:交聯(lián)劑哌嗪濃度2.0%、120℃下合成的產(chǎn)物DEP-7,使用濃度為0.5%時,線性膨脹實驗結(jié)果最優(yōu),90min時,0.5%DEP-7溶液中膨潤土的線性膨脹率為50.0%。三聚氰胺加量為0.1%、90℃下合成的交聯(lián)網(wǎng)狀聚合物DEM-8表現(xiàn)出優(yōu)良的多功能性。葡萄糖用量0.1%、60℃下合成的產(chǎn)物GGCP-2防膨率較優(yōu),高達(dá)94.5%。油酸鈉的較優(yōu)用量為1.0%、乙醇回流4h所得產(chǎn)物DESo-2,使用濃度為0.5%時,溶液中膨潤土的線性膨脹率為56.4%。泥球?qū)嶒�、防膨�(qū)嶒炁c鉆井液性能評價實驗表明,多胺聚陽離子型化合物有較強(qiáng)的抗黏土水化膨脹功能,將其應(yīng)用于壓裂液與酸化液中亦能表現(xiàn)出良好的抑制性能。(2)以檸檬酸與小分子胺為原料合成的小分子羧胺類黏土膨脹抑制劑對膨潤土水化膨脹有一定的抑制性,其中檸檬酸與三乙醇胺按官能團(tuán)(羧基-胺基)比1:1反應(yīng)得到的抑制劑CAA-10效果較佳。90min時,0.5%CAA-10溶液中膨潤土的線性膨脹率為49.8%,其防膨率為71.8%;與KD-03及改性淀粉復(fù)配可有效提升鉆井液黏度,降低濾失量,尤其與改性淀粉的復(fù)配,較空白基漿相比,CAA-10與改性淀粉共同作用的處理漿表觀黏度增大了2.2倍,濾失量降低了62.5%,且降濾失效果比單獨(dú)使用傳統(tǒng)添加劑更佳。(3)抑制機(jī)理探究結(jié)果表明,聚陽離子型化合物主要通過靜電吸附、氫鍵作用以及錨固作用等實現(xiàn)對黏土的有效束縛,部分低分子量化合物可進(jìn)入黏土層間,有效抑制黏土的水化分散膨脹;而羧-胺類小分子抑制劑主要通過離子交換作用進(jìn)入黏土層間,同時可通過靜電吸附或氫鍵作用等方式包裹/束縛已經(jīng)水化分散的黏土片層,實現(xiàn)防膨功效。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE39

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本文編號：1186719