本文選題：兩性離子抑制劑 + 合成��； 參考：《西南石油大學》2017年碩士論文

【摘要】：增強水基鉆井液的抑制性是防塌的重要技術方法之一。只要泥頁巖地層含有蒙脫石或者伊蒙混層黏土礦物,水基鉆井液就需要考慮采用抑制防塌技術。本論文以抑制劑分子進入蒙脫石礦物晶層進行抑制的思路為指導,研制出了一種相對分子量較低的兩性離子聚合物抑制劑,評價了其抑制性能,研究了其抑制作用機理。在此基礎上,以所合成的抑制劑為核心處理劑,組成了新型抑制性水基鉆井液。本文首先從抑制劑的抑制機理和性能要求出發(fā),對抑制劑的分子結構進行了設計,選擇了二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)、甲基烯丙醇(MP)以及2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸(AMPS)三種聚合單體,通過水溶液聚合反應合成出兩性離子聚合物抑制劑DAM。通過對反應體系引發(fā)劑加量、單體總濃度、單體間比率、反應溫度以及反應時間等反應條件進行優(yōu)化,確定了DAM的最優(yōu)反應條件為:引發(fā)劑加量為4%,單體總濃度為30%,單體間比率為AMPS:DMDAAC:MP = 4:3:4,反應溫度為65℃,反應時間為7h。采用紅外光譜分析、分子量分布分析以及熱重分析等方法對DAM進行了表征,結果表明所合成的產物分子結構及分子量均符合預期設計:為低分子量共聚物,熱穩(wěn)定性良好,在288℃之前,沒有發(fā)生明顯的降解。對DAM的抑制性、抗溫性、抗鹽鈣性以及降黏性等一系列性能進行了室內評價。結果表明,DAM具有優(yōu)異的抑制性能,加量為2%時可以將膨潤土的線性膨脹率從清水作用下的50.4%降為17.6%。此外,DAM抗溫可達140℃、抗鹽可達15%、抗鈣可達1%,能將聚合物泥漿的表觀黏度從32.5 mPa·s降為19 mPa·s。運用掃描電鏡、激光粒度分析儀、Zeta電位儀、X-射線衍射儀以及水分活度儀等儀器對DAM的抑制機理進行分析,證明該劑主要通過兩種作用發(fā)揮抑制效果:(1)吸附在黏土顆粒表面中和其負電荷,壓縮擴散雙電層,降低Zeta電位;(2)進入黏土晶層并拉緊晶層,減弱晶層擴大趁勢。以DAM為基礎,優(yōu)選了鉆井液用包被劑、降失水劑、增黏劑、潤滑劑以及加重劑等處理劑,開發(fā)出了不同密度的抑制性水基鉆井液,并對其性能進行了室內評價。結果表明,所研制的3個鉆井液流變性能均優(yōu)異,常溫中壓濾失量均低于5mL,120℃3.5MPa下的濾失量均低于20mL,抗鹽鈣污染和抗土污染性能均較為優(yōu)異,三個鉆井液作用下的紅土回收率均高于95%,可以用于泥頁巖地層的鉆井作業(yè)。
[Abstract]:A new type of water - based drilling fluid was prepared by using the inhibitor as the core treatment agent . The results showed that the molecular structure and molecular weight of the water - based drilling fluid were 4 % , the total monomer concentration was 3 鈭，

本文編號：1809656