新型有机胺页岩抑制剂的合成及性能研究

用三乙醇胺和溴乙烷为原料合成了一种新型有机胺页岩抑制剂:三羟乙基乙基溴化铵。采用单因素法考察了三乙醇胺和溴乙烷的摩尔比例、反应温度和反应时间对产率的影响,确立了最优反应条件:三乙醇胺和溴乙烷摩尔比为1∶1.4,反应温度为55℃,反应时间为20 h。产物经红外光谱表征,证明为目标产物。采用线性膨胀率实验、粒度分布实验、页岩滚动回收实验等方法对三羟乙基乙基溴化铵进行了抑制性能评价,证明其抑制性能良好。     

有机胺类页岩抑制剂的合成及评价

以氯乙酸和二乙烯三胺为原料,经取代反应合成有机胺类页岩抑制剂,通过测定防膨率来判定其抑制效果。当反应物氯乙酸和二乙烯三胺的物质的量之比为2∶1,在温度75℃下反应4 h,此时得到的有机胺类页岩抑制剂抑制效果最佳。当页岩抑制剂的浓度为2%时,测得产物的防膨率达到91%。将页岩抑制剂与无机盐KCl复配,来增加其抑制性能。在页岩抑制剂浓度为1%,KCl浓度为4%时,防膨率达到94%。通过岩屑回收率实验得出,合成出的页岩抑制剂效果与国外ULTRAHIB产品的抑制性相接近。     

新型水基钻井液用页岩抑制剂LSM-2的合成及性能评价

采用水溶液聚合法,以小分子胺(HA-2)、丙烯基单体(HA-3)、环氧丙烷(PO)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,合成了一种新型两性离子聚合物页岩抑制剂LSM-2,考察了该抑制剂对页岩滚动回收率、膨润土膨胀率、基浆粒度分布、泥页岩压入硬度及现场钻井液性能的影响。结果表明:合成的抑制剂LSM-2具有较好的抑制性能,当质量分数为2.0%时,泥页岩钻屑的滚动回收率能够达到90%以上,膨润土的16 h线性膨胀率降至10.9%,基浆颗粒比表面积比未加LSM-2时降低了87.5%,压入硬度保留率可以达到75%以上;LSM-2与现场钻井液体系的处理剂具有良好的配伍性,随着LSM-2质量分数的增加,体系流变性和滤失量变化较小,钻屑滚动回收率显著增大,能够较好地抑制钻屑的水化分散作用,提高了目标区块泥页岩储层段水基钻井液体系的抑制性。     

水基钻井液用新型页岩抑制剂的制备及性能研究

针对陕西关中盆地某地热田区块泥页岩储层现场用水基钻井液体系抑制性能较差,钻井过程中容易出现钻头泥包、井壁失稳等问题,室内以磺酸基单体(MSL-1)、丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMAAC)为原料合成了一种新型泥页岩抑制剂YZJ-108,对其合成条件和抑制性能进行了评价.结果表明:当合成单体总质量分数为20％...     

双子表面活性剂型页岩抑制剂的合成及性能

以二乙醇胺、溴代十二烷和二溴乙烷为原料,采用“两步法”合成了一种新型双子表面活性剂型小阳离子页岩抑制剂：N1,N2-双十二烷基-N1,N1,N2,N2-四-(2-羟乙基)-二溴乙二铵 (Gemini-DHEDB）,分别采用线性膨胀、页岩滚动回收和沉降稳定性试验对其抑制性进行了研究,结果表明：质量浓度2% g/L的 Gemini-DHEDB溶液中钠基膨润土（Na-MMT）16h后的线性膨胀高度和页岩滚动回收率分别为4.27mm和52%,优于同等浓度下二甲基二烯丙基氯化铵、四丁基溴化铵溶液溶液和三甲基2-羟乙基溴化铵中的10.62mm (31%)、9.41mm (36%)和7.74mm (41%)。沉降稳定试验中,淡水基浆沉淀完成时间大概是14h,最终沉淀厚度大约为38mm;添加有Gemini-DHEDB的基浆沉降时间明显缩短为1.2h左右,最终的沉降高度的大约为45mm。采用FIIR、晶层间距测定（XRD）和扫描电镜（SEM）对Na-MMT/抑制剂复合材料微观结构进行了表征,结果表明：Gemini-DHEDB可与Na-MMT发生插层吸附并有效改变Na-MMT微观形貌。     

环保型页岩抑制剂SGI-1的合成与性能研究

针对页岩地层钻井作业过程中井壁失稳的难题,以自然界资源丰富的木质素为原料,利用(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵对其进行季铵化改性制备了一种抑制性和环保性兼顾的水基钻井液页岩抑制剂SGI-1.通过线性膨胀实验、页岩滚动回收实验评价了抑制剂SGI-1的抑制性;通过接触角实验、水活化度实验及Zeta电位实验对SGI-1抑制...     

双子表面活性剂型页岩抑制剂的合成及性能

以二乙醇胺、溴代十二烷和二溴乙烷为原料,采用两步法合成了一种双子表面活性剂型小阳离子页岩抑制剂N,N'-乙撑双(十二烷基二羟乙基溴化铵)(Gemini-DHEDB),分别采用线性膨胀、页岩滚动回收和沉降稳定性实验对其抑制性进行了考察,结果表明:质量分数2%的Gemini-DHEDB溶液中钠基膨润土(Na-MMT)膨胀16 h后的线性膨胀高度和页岩滚动回收率分别为4.27 mm和52%,优于质量分数2%的二甲基二烯丙基氯化铵(10.62 mm,31%)、四丁基溴化铵(9.41 mm,36%)和三甲基-2-羟乙基溴化铵(7.74 mm,41%)。沉降稳定实验中,淡水基浆沉淀完成时间大概是14 h,最终沉淀厚度大约为38 mm;添加有Gemini-DHEDB的基浆沉降时间缩短为1.2 h左右,最终的沉降高度约为45 mm。采用FIIR、XRD和SEM对Na-MMT/抑制剂复合材料微观结构进行了表征,结果表明:Gemini-DHEDB可与Na-MMT发生插层吸附并有效改变Na-MMT的微观形貌。     

两性离子抑制剂的合成及性能

以二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、甲基烯丙醇（MP）以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS） 3种单体为原料,采用水溶液聚合法合成出了一种低分子量、线型、两性离子共聚物,并采用FTIR、SEM、乌式黏度计、凝胶色谱仪对其进行了表征。考察了引发剂的加量、单体的总浓度、单体的摩尔比、反应的温度、反应时间对其抑制性能的影响。结果表明最佳反应条件为：引发剂为4%,单体总质量分数为30%,单体间摩尔比率为AMPS∶DMDAAC∶MP=4∶3∶4,反应温度为65℃,反应时间为7h。采用线性膨胀率、滚动回收率考察了产物的抑制性,并与XY-27、SIAT、聚合醇进行了比较。结果表明共聚物的抑制性优于XY-27、SIAT和聚合醇。采用XRD、zeta电位从微观角度考察了其作用机理,结果表明：共聚物能够减小膨润土晶层间距,压缩其扩散双电层。将抑制剂加入钻井液体系,考察了体系的流变性、滤失性、抑制性,结果表明该抑制剂具有良好的配伍性和抑制性。     

聚合度对聚胺页岩抑制剂抑制性能的影响

考察了不同聚合度聚胺用作钻井液页岩抑制剂的性能。实验结果表明,加入聚胺能降低泥浆的动切力,土容量越大,减低越明显。聚胺浓度越大,相对抑制率越高。当以粘度来近似表征聚合度时,粘度为700-1 200 mm2/s的聚胺在含量为0.2%时,相对抑制率〉80%。加入聚胺的泥浆在120℃、150℃和180℃温度下老化16 h后,相对抑制率均大于90%,显示出良好的页岩抑制效果。     

两性离子页岩抑制剂NMHC的合成与评价

以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和对苯乙烯磺酸钠(SSS)合成了一种两性离子页岩抑制剂NMHC,对反应条件进行了优化并对其性能进行了测试评价。结果表明,最佳反应条件为:摩尔量比AM∶DMDAAC∶SSS=7∶2∶1,p H=6,反应温度45℃,引发剂用量为单体总量0.8%。NMHC能够大幅度提高岩屑回收率、降低粘土膨胀率,具有较强的抑制能力,同时具有较强的抗温和抗盐能力。     

胺类抑制剂ZC-NW的合成及评价

以环氧氯丙烷与三甲胺为原料合成了胺类抑制剂ZC-NW,考察了反应物摩尔比、反应时间、反应温度对膨润土膨胀率的影响。根据单因素实验得到反应的最佳条件为:反应物摩尔比1∶1,反应时间为8 h,反应温度为80℃。1%ZC-NW胺类抑制剂的反应产物的膨胀率为16.38%,岩屑回收率76.32%。粒度分布实验结果表明,ZC-NW胺类抑制性比JX-1和KCl好。室温下,ZC-NW胺类抑制性对水基钻井液有一定的增黏作用,加入0.5%ZC-NW胺类抑制剂后,钻井液的表观粘度提高2.64倍。     

泥页岩抑制剂ADAN的合成及评价

以丙烯酰胺(AM)为主体,与阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)及2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸(AMPS)、N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)反应,合成了一种两性离子泥页岩抑制剂ADAN,并对其进行了性能评价。结果表明,合成实验最佳条件为:4种单体AMPS、DMDAAC、AM、NVP质量比为2∶1∶6∶1,单体浓度为15%,引发剂浓度0.05%,反应温度50℃。在此条件下,合成产品ADAN不仅具有较强的抑制性,还具有良好的抗温、抗盐和降失水性能。     

两性离子页岩抑制剂NMHC的合成与评价

以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和对苯乙烯磺酸钠(SSS)合成了一种两性离子页岩抑制剂NMHC,对反应条件进行了优化并对其性能进行了测试评价。结果表明,最佳反应条件为:摩尔量比AM∶DMDAAC∶SSS=7∶2∶1,p H=6,反应温度45℃,引发剂用量为单体总量0.8%。NMHC能够大幅度提高岩屑回收率、降低粘土膨胀率,具有较强的抑制能力,同时具有较强的抗温和抗盐能力。     

有机胺粘土稳定剂的合成及性能评价

以环氧氯丙烷、二甲胺为主要单体,乙二胺为交联剂,合成了3种有机胺粘土稳定剂,采用离心法测定粘土稳定剂的防膨性能及与无机盐复配性能.结果表明,粘土稳定剂EED合成最佳条件为：环氧氯丙烷与二甲胺摩尔比为1∶1,温度为60℃,反应时间为4h,交联剂乙二胺用量为单体总质量的2％.采用交联剂合成的粘土稳定剂EED防膨性能和复配性能优于未加交联剂的粘土稳定剂,稳定剂EED质量浓度为1.2％时,防膨率为88.96％,与无机盐复配后,防膨率进一步提高.     

压井液用有机胺黏土稳定剂的研制及评价

以二元醇、环氧氯化物及氨水为原料,合成出一种有机胺黏土稳定剂Pop-2。利用防膨性、抗温性、抗酸碱性、长效性、与无机盐复配、与压井液配伍性及岩心流动等试验对其综合性能进行了评价。该黏土稳定剂加量1%时,防膨率已达84.09%;在20~150℃、p H为2~12时,表现出良好的抗温能力和抗酸碱能力;抗洗率在90%以上,具有良好的持久性;与现场压井液具有良好的配伍性;同时,该有机胺压井液体系岩心污染后,渗透率恢复率达98%以上,具有较好的储层保护效果。     

新型硫酸钡阻垢剂的合成与性能评价

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸甲酯(MAC)为单体,采用水溶剂聚合法,合成了一种新型四元共聚物阻垢剂;研究了聚合条件对共聚物阻硫酸钡垢性能的影响,确定了最佳合成条件,单体摩尔比n(MA): n(AA): n(AMPS): n(MAC)=7: 6: 2: 4,引发剂...