【摘要】：針對泥頁巖水化特征,結(jié)合樹枝狀聚合物獨特的結(jié)構(gòu)與性能,將樹枝狀聚合物聚酰胺胺PAMAM作為泥頁巖穩(wěn)定劑,通過頁巖滾動分散實驗、粒度分布測試、屈曲硬度實驗評價不同代數(shù)(G0~G5)PAMAM的抑制性。采用傅里葉紅外光譜(FT-IR)、X線衍射(XRD)和透射電鏡(TEM)等分析不同代數(shù)PAMAM與黏土的作用,并揭示其微觀作用機理。分別以G0和G5為泥頁巖水化膨脹抑制劑和水化分散抑制劑,構(gòu)建新型水基鉆井液體系。研究結(jié)果表明:樹枝狀聚合物聚酰胺胺能有效抑制泥頁巖水化膨脹和分散,G0和G5抑制性優(yōu)于傳統(tǒng)的KCl和聚醚胺類抑制劑,適當降低介質(zhì)p H可提高其抑制性。不同代數(shù)的PAMAM在黏土表面的吸附排列方式不同,G0為單層吸附;G1,G2和G3在黏土層間的吸附與濃度有關(guān),隨著濃度的升高分子排列由單層向雙層轉(zhuǎn)變;G4和G5相對分子質(zhì)量較大,由于空間位阻效應(yīng)不能進入黏土晶層間,主要吸附在黏土顆粒的外表面。G0能抑制黏土晶層內(nèi)表面的水化膨脹,G5能阻止黏土顆粒的水化分散,將兩者配合起來可達到協(xié)同穩(wěn)定泥頁巖的效果。該鉆井液體系抑制性突出,接近油基鉆井液。
[Abstract]:According to the hydration characteristics of shale, combined with the unique structure and properties of dendritic polymers, the dendritic polymer polyamide amine (PAMAM) was used as shale stabilizer, and the particle size distribution was measured through shale rolling dispersion experiment. Buckling hardness experiments were used to evaluate the inhibition of PAMAM in different algebras (G0~G5). Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X line diffraction (XRD) and transmission electron microscope (TEM) were used to analyze the interaction between different algebraic PAMAM and clay and to reveal the microcosmic mechanism of the interaction. A new water-based drilling fluid system was constructed with G _ 0 and G _ 5 as shale hydration expansion inhibitor and hydration dispersion inhibitor respectively. The results show that the dendritic polymer polyamide amine can effectively inhibit the hydration expansion and dispersion of shale. The inhibition of G _ 0 and G _ 5 is better than that of traditional KCl and polyether amine inhibitors. The adsorption patterns of PAMAM on clay surface are different, G _ 0 is monolayer adsorption, the adsorption of G _ 1G _ 2 and G _ 3 between clay layers is related to the concentration, and the polymer arrangement changes from monolayer to double-layer with increasing concentration. The relative molecular mass of G4 and G5 is relatively large. Due to steric resistance effect, it is mainly adsorbed on the outer surface of clay particles. G0 can inhibit the hydration expansion of the inner surface of clay crystal layer, and G5 can prevent the hydration and dispersion of clay particles. The synergistic stabilization of shale can be achieved by the combination of the two. This drilling fluid system has prominent inhibition and is close to oil-based drilling fluid.
【作者單位】： 中國石油大學(xué)(華東)石油工程學(xué)院;
【基金】：山東省博士后創(chuàng)新項目專項資金資助項目(201303060) 中國博士后基金資助項目(2014M551986) 國家自然科學(xué)基金資助項目(51474235,51474236) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助項目(16CX02023A)~~
【分類號】：TE254

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