阳离子型胺类页岩抑制剂的合成与性能评价

1

作者 勇志华 白兵兵 +3 位作者 刘全兴 贾俊 陈磊 汤颖 《化学研究与应用》 北大核心 2025年第4期792-798,共7页

在复杂油气藏钻探过程中,井壁失稳会导致钻井周期延长和开发成本上升。目前,常用的泥页岩抑制剂存在抑制性能不足,用量大以及配伍性差的缺点。因此,研发一种抑制性强且具有良好稳定性以及配伍性的钻井液处理剂,对于开发复杂地层非常规... 在复杂油气藏钻探过程中,井壁失稳会导致钻井周期延长和开发成本上升。目前,常用的泥页岩抑制剂存在抑制性能不足,用量大以及配伍性差的缺点。因此,研发一种抑制性强且具有良好稳定性以及配伍性的钻井液处理剂,对于开发复杂地层非常规油气藏至关重要。本研究通过室内实验手段,以环氧氯丙烷与三乙醇胺为原料,研制出一种具有强抑制性能的季铵类阳离子抑制剂。岩心线性膨胀实验和岩屑滚动回收实验结果表明,该抑制剂表现出优异的性能。1%抑制剂作用下岩心线性膨胀率由62.43%降低至19.02%,岩屑滚动回收率从12.84%提升至60.31%。结合抑制剂表征结果分析得到该抑制剂通过静电作用抑制粘土的水化膨胀和分散,利用其多羟基官能团与粘土晶片之间的氢键作用实现抑制剂在粘土颗粒表面的吸附固定,从而有效抑制膨润土的水合、膨胀和分散,达到复杂地层开发应用的要求,在油气开采过程中具有实际应用前景。 展开更多

关键词 页岩抑制剂 季铵盐 阳离子 钻井液性能 水化膨胀

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温度和压力对黏土矿物水化膨胀特性的影响 被引量：16

2

作者 毛惠 邱正松 +3 位作者 黄维安 沈忠厚 杨丽媛 钟汉毅 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期56-61,共6页

为进一步认识黏土矿物水化膨胀特性,利用新型高温高压泥页岩膨胀仪,通过试验分析了温度、压力及二者共同作用对怀俄明钠基膨润土和钙膨润土水化膨胀性能的影响,并从黏土矿物含水量、颗粒形态、毛管力及颗粒间相互作用等方面进一步分析... 为进一步认识黏土矿物水化膨胀特性,利用新型高温高压泥页岩膨胀仪,通过试验分析了温度、压力及二者共同作用对怀俄明钠基膨润土和钙膨润土水化膨胀性能的影响,并从黏土矿物含水量、颗粒形态、毛管力及颗粒间相互作用等方面进一步分析了黏土矿物水化膨胀过程的微观变化特征。结果表明:温度和压力对黏土矿物水化膨胀性能影响显著,温度越高,黏土矿物水化膨胀量越大,且初始膨胀速率较快;压力对黏土矿物水化膨胀有2方面的作用(促进黏土矿物水化膨胀和抑制其水化膨胀),且与温度密切相关,压力越高初始膨胀速率越小;黏土矿物中含水量、颗粒形态及毛细管力等的变化均影响黏土矿物水化膨胀特性,当黏土矿物中的含水量上升时,黏土颗粒间的粘结力发生较大变化,且颗粒形态产生不均匀变化致使黏土矿物遇水产生不均匀膨胀和强大的膨胀压。 展开更多

关键词 温度 压力 黏土矿物 水化 膨胀 泥页岩 实验室试验

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新型聚胺页岩水化抑制剂的研制及应用 被引量：17

3

作者 钟汉毅 邱正松 +3 位作者 黄维安 林永学 李海斌 张国 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第2期72-77,2+1,共6页

针对油气井钻井工程中抑制泥页岩水化的难点,基于分子结构优化设计,研制出了新型聚胺页岩抑制剂SDPA.SDPA为含有胺基和醚键等多官能团的低分子聚合物.三次岩屑回收率实验和膨润土造浆实验表明,新研制的聚胺具有优异的抑制性能,且作用时... 针对油气井钻井工程中抑制泥页岩水化的难点,基于分子结构优化设计,研制出了新型聚胺页岩抑制剂SDPA.SDPA为含有胺基和醚键等多官能团的低分子聚合物.三次岩屑回收率实验和膨润土造浆实验表明,新研制的聚胺具有优异的抑制性能,且作用时间长,优于国外同类产品.采用吸附、Zeta电位测试、XRD、接触角测量和元素分析等方法对SDPA的作用机理进行了分析.结果表明:SDPA在黏土颗粒表面为单层吸附,质子化铵离子交换出层间水化阳离子,降低黏土颗粒水化斥力;静电引力和氢键共同作用将黏土颗粒层间吸附的水分子排挤出来,压缩晶层间距;SDPA分子中疏水部分覆盖在黏土颗粒表面形成疏水屏障,防止水分子吸附;SDPA在黏土颗粒表面不易解吸,能发挥长期抑制作用.现场试验表明,聚胺水基钻井液抑制性强,性能稳定且易维护,满足现场钻井工程需要. 展开更多

关键词 页岩水化抑制剂 聚胺 抵制机理 井壁稳定

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龙马溪组硬脆性页岩水化实验研究 被引量：43

4

作者 刘向君 熊健 梁利喜 《西南石油大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期178-186,共9页

硬脆性页岩水化对页岩气开发井壁稳定有重要的影响,为此,对龙马溪组硬脆性页岩进行水化实验研究,包括矿物组成、微观结构、水化应力、自吸吸水率及岩芯浸泡等方面实验研究,探讨分析了硬脆性页岩水化过程与机理。研究结果表明,页岩黏土... 硬脆性页岩水化对页岩气开发井壁稳定有重要的影响,为此,对龙马溪组硬脆性页岩进行水化实验研究,包括矿物组成、微观结构、水化应力、自吸吸水率及岩芯浸泡等方面实验研究,探讨分析了硬脆性页岩水化过程与机理。研究结果表明,页岩黏土矿物以伊利石为主,黏土矿物呈片状且定向排列,层理和微裂纹发育,为水化提供作用空间和流动通道;页岩水化应力和自吸吸水率随浸泡时间增加而先上升后趋于稳定,页岩组构对上升速率或幅度有重要影响;浸泡过程中,岩样表面主要形成平行层里面的裂缝,随着浸泡时间增加,岩样保持完整性或水化剥落成碎块,页岩组构和胶结程度对页岩水化程度有重要影响;页岩水化是物理化学作用和力学作用相互耦合结果,前者使岩石断裂韧性下降,后者使Ⅰ型裂纹应力强度因子增大,当应力强度因子大于岩石断裂韧性时,裂纹将扩展或增宽,逐渐形成宏观裂纹,可进一步扩展成裂缝。 展开更多

关键词 硬脆性页岩 龙马溪组页岩 水化作用 自吸吸水率 物理化学作用 力学作用

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页岩自吸水化控制剂的研制与性能评价 被引量：10

5

作者 石秉忠 夏柏如 +2 位作者 高书阳 唐文泉 徐江 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2012年第5期45-49,共5页

为了有效控制页岩亲水性和毛细管自吸效应导致的水化破坏,进行了页岩自吸水化控制技术室内研究。通过优化多种两亲表面活性剂复配增效的配比,以及岩样表面滴润与浸泡效果对比评价等,研制出了自吸水化控制剂FZXJ。室内评价试验结果表明,F... 为了有效控制页岩亲水性和毛细管自吸效应导致的水化破坏,进行了页岩自吸水化控制技术室内研究。通过优化多种两亲表面活性剂复配增效的配比,以及岩样表面滴润与浸泡效果对比评价等,研制出了自吸水化控制剂FZXJ。室内评价试验结果表明,FZXJ的接触角为78.8°,岩样被处理后吸水量为0,水化作用明显降低,岩样完整,且与聚合物钻井液具有较好的配伍性。FZXJ具有较为突出的两亲能力,具有较强的优先吸附、主动防止页岩毛细管效应自吸水化功能,可以降低滤饼形成前的吸水量,与钻井液中的抑制剂、封堵剂协同作用,可起到强化井筒、稳定井壁的作用,具有较好的应用价值。 展开更多

关键词 页岩 毛细管作用 亲水性 水化抑制剂

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多胺型泥页岩抑制剂对黏土水化膨胀的抑制性能评价 被引量：20

6

作者 张洁 蔡丹 +2 位作者 陈刚 唐德尧 赵景瑞 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期85-90,共6页

泥页岩水化膨胀和分散引起的井壁失稳一直是钻井工程中的技术难题,因此钻遇泥页岩地层的水基钻井液中必须提高钻井液对泥页岩的抑制性,最大限度地降低井下复杂情况的发生率。为此,以有机二酸与胺为原料合成多胺型泥页岩抑制剂,并通过线... 泥页岩水化膨胀和分散引起的井壁失稳一直是钻井工程中的技术难题,因此钻遇泥页岩地层的水基钻井液中必须提高钻井液对泥页岩的抑制性,最大限度地降低井下复杂情况的发生率。为此,以有机二酸与胺为原料合成多胺型泥页岩抑制剂,并通过线性膨胀性、防膨、抑制黏土造浆、钻井液性能评价等实验,评价了其抑制性。实验结果表明:草酸、丁二酸、己二酸与四乙烯五胺按照酸与胺的摩尔比为1∶2时的反应产物的抑制性最佳,浓度为0.1%的溶液与4%氯化钾溶液的抑制作用相当;钻井液加入筛选出的抑制剂后的动切力值明显降低,且土容量越大,变化越明显;在0.1%二酸-四乙烯五胺(1∶2)溶液中,90min时膨润土的线性膨胀率与同条件下4.0%氯化钾溶液中的效果相近,防膨率最高可达34.41%;室温下,多胺类抑制剂所需加量少,对水基钻井液有一定的增黏作用,对膨润土水化膨胀、分散的抑制效果较好。 展开更多

关键词 泥页岩 水化 黏土膨胀 二酸 多胺抑制剂 抑制效果 评价

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水化作用和润湿性对页岩地层裂纹扩展的影响 被引量：34

7

作者 梁利喜 熊健 刘向君 《石油实验地质》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期780-786,共7页

页岩地层裂纹扩展对页岩气井井壁稳定有重要影响,而钻井液与页岩间相互作用(毛细管效应和水化作用)将对页岩地层裂纹扩展产生影响。选择四川盆地龙马溪组露头及井下岩心开展室内实验研究页岩润湿性和水化作用,基于断裂力学理论,考虑水... 页岩地层裂纹扩展对页岩气井井壁稳定有重要影响,而钻井液与页岩间相互作用(毛细管效应和水化作用)将对页岩地层裂纹扩展产生影响。选择四川盆地龙马溪组露头及井下岩心开展室内实验研究页岩润湿性和水化作用,基于断裂力学理论,考虑水化作用和润湿性(毛细管效应),建立页岩裂纹裂缝扩展模型,分析了水化作用和润湿性对页岩裂纹扩展的影响。研究结果表明,龙马溪组页岩表面既亲油又亲水,且页岩表面更倾向于油湿;页岩浸泡在水中,水化应力随着时间增加而先上升后趋于稳定,而先浸泡在白油中、后浸泡在水中或浸泡在10%KCl溶液中测试膨胀应力,水化应力上升速度减慢;页岩浸泡在水中,岩样表面形成的裂缝主要平行于层理面,随着时间增加,岩样保持完整或剥落成碎块,而页岩浸泡在10%KCl中,岩样表面形成裂缝数量少且破裂程度轻;水化作用和润湿性对应力强度因子增量影响较大及对页岩裂纹扩展有重要影响,钻井液体系应减小钻井液滤失量及钻井液界面张力、增加黏土矿物水化抑制剂和增大钻井液与页岩表面接触角,减小自吸作用,抑制水化作用。油基钻井液与页岩表面接触角小,但其界面张力小,造成毛细管力小,因此页岩地层钻井中,采用油基钻井液能在一定程度上抑制裂纹扩展,使井壁不易失稳。 展开更多

关键词 龙马溪组页岩 润湿性 水化作用 毛细管效应 应力强度因子 裂纹扩展

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水基聚乙二醇钻井液页岩稳定性研究 被引量：6

8

作者 刘平德 牛亚斌 +2 位作者 王贵江 夏朝辉 张梅 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期57-59,共3页

钻井过程中，由于钻井滤液的侵入，地层中的粘土矿物发生水化、膨胀、分散，削弱了岩石的力学强度，导致井壁失稳的发生。文中简述了聚乙二醇钻井液页岩抑制机理：浊点行为、协同作用、渗透作用。结合室内实验分析了影响聚乙二醇钻井液... 钻井过程中，由于钻井滤液的侵入，地层中的粘土矿物发生水化、膨胀、分散，削弱了岩石的力学强度，导致井壁失稳的发生。文中简述了聚乙二醇钻井液页岩抑制机理：浊点行为、协同作用、渗透作用。结合室内实验分析了影响聚乙二醇钻井液抑制作用的因素。当温度达到聚乙二醇的浊点温度后，聚乙二醇从溶液中析出，封堵页岩裂缝。当在聚乙二醇钻井液中加入合适的无机盐后，无机盐与聚乙二醇起协同作用，提高了聚乙二醇的页岩抑制性能，达到稳定页岩的目的。 展开更多

关键词 石油钻井 水基钻井液 聚乙二醇 井眼稳定 抑制作用

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阳离子化羟乙基纤维素的制备与性能 被引量：21

9

作者 张黎明 李卓美 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期72-74,共3页

以工业羟乙基纤维素为原料、３－氯－２－羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂，制备了一系列水溶性阳离子化羟乙基纤维素，探讨了阳离子化反应条件并用ＩＲ对其结构进行了表征。经性能测试表明，阳离子化产物对钻井页岩粘土水化膨胀有明显的抑... 以工业羟乙基纤维素为原料、３－氯－２－羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂，制备了一系列水溶性阳离子化羟乙基纤维素，探讨了阳离子化反应条件并用ＩＲ对其结构进行了表征。经性能测试表明，阳离子化产物对钻井页岩粘土水化膨胀有明显的抑制效果。 展开更多

关键词 纤维素衍生物 羟乙基纤维素 阳离子化 纤维素醚

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空气雾化钻井井壁稳定剂的室内评价研究 被引量：4

10

作者 王煦 杨世 +1 位作者 赵晓东 罗平亚 《油田化学》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期107-109,136,共4页

采用“化学剂的水化膨胀抑制率”作评价指标 ,对一些典型的水基泥浆页岩水化抑制剂及两种自制成膜剂进行了室内评价研究。结果表明 :在空气雾化钻井中应用水基泥浆钻井的页岩水化抑制剂对稳定井壁有一定的作用 ,但不理想 ,而成膜剂却具... 采用“化学剂的水化膨胀抑制率”作评价指标 ,对一些典型的水基泥浆页岩水化抑制剂及两种自制成膜剂进行了室内评价研究。结果表明 :在空气雾化钻井中应用水基泥浆钻井的页岩水化抑制剂对稳定井壁有一定的作用 ,但不理想 ,而成膜剂却具有稳定井壁的良好效果。 展开更多

关键词 空气雾化钻井 井壁稳定剂 室内性能评价 钻井液

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钻井泥浆抑制剂JFT的实验研究 被引量：1

11

作者 张小平 张依华 +1 位作者 梅平 李国平 《湖北化工》 2002年第3期16-17,共2页

针对钻井过程中泥页岩的水化膨胀导致井壁不稳定和泥浆性能恶化这一严重问题 ,通过室内试验研制了一种阳离子型聚合物抑制剂———JFT ,并进行了性能评价。结果表明 ,该抑制剂具有好的水溶性、时间稳定性和热稳定性 ,其适应温度范围广 (... 针对钻井过程中泥页岩的水化膨胀导致井壁不稳定和泥浆性能恶化这一严重问题 ,通过室内试验研制了一种阳离子型聚合物抑制剂———JFT ,并进行了性能评价。结果表明 ,该抑制剂具有好的水溶性、时间稳定性和热稳定性 ,其适应温度范围广 (在 30～ 95℃下不生成絮状沉淀 ) ,有效浓度为 1 %的JFT比 5 %KCl的抑制性好。 展开更多

关键词 钻井泥浆 JFT 实验研究 泥页岩 水化膨胀 抑制剂 阳离子 性能

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国内外黏土水化抑制剂研究现状与发展趋势 被引量：20

12

作者 都伟超 孙金声 +2 位作者 蒲晓林 张洁 陈刚 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期4013-4021,共9页

黏土水化抑制剂在钻井液中的添加可有效降低钻井事故发生,但存在效果不明显、抗温性能尚待提高等缺点。本文简述了国内外黏土水化抑制剂研究现状并分析了其发展趋势。从研究历程来看,黏土水化抑制剂大体上经过了从无机离子型向有机铵(胺... 黏土水化抑制剂在钻井液中的添加可有效降低钻井事故发生,但存在效果不明显、抗温性能尚待提高等缺点。本文简述了国内外黏土水化抑制剂研究现状并分析了其发展趋势。从研究历程来看,黏土水化抑制剂大体上经过了从无机离子型向有机铵(胺)型过渡并逐步成熟于聚合物型的过程。从最新研究结果来看,聚醚胺型抑制剂为主流研究对象,由此形成的高性能水基钻井液在国内外广泛应用;超支化聚合物型抑制剂因具有体型结构而具有较好抗温、抗盐性能而颇具发展优势;传统共聚物型抑制剂分子量大,在高温高密度钻井液中难以适用,仍有改进空间。指出了今后发展趋势是充分利用生物质资源,开发绿色、环保高效的黏土水化抑制剂;研究低聚物抑制剂,提高抑制剂的抗温性、普适性和一剂多效性;摆脱传统钻井液处理剂之间化学作用力观念束缚,探索超支化抑制剂的开发,积极有效结合纳米技术与钻井流体之互补点,以促进钻井液及相关技术发展。 展开更多

关键词 超支化聚合物 聚醚胺 黏土水化抑制剂 钻井液 页岩

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蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响 被引量：10

13

作者 刘国强 刘文礼 +1 位作者 王东辉 杨宗义 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第S2期553-559,共7页

为了研究蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响,采用氯化钾和苄基三甲基氯化铵(TMBAC)作为抑制剂,在抑制和非抑制状态下进行了含蒙脱石煤泥水的过滤试验。结果表明:氯化钾和TMBAC对蒙脱石水化膨胀均有较好的抑制作用,氯化钾质量分数为1... 为了研究蒙脱石水化膨胀抑制对煤泥水过滤的影响,采用氯化钾和苄基三甲基氯化铵(TMBAC)作为抑制剂,在抑制和非抑制状态下进行了含蒙脱石煤泥水的过滤试验。结果表明:氯化钾和TMBAC对蒙脱石水化膨胀均有较好的抑制作用,氯化钾质量分数为1.12%和TMBAC质量分数为0.4%时,可以使蒙脱石的防膨率达90%。与非抑制状态相比,抑制状态下含蒙脱石煤泥水过滤的滤饼水分降低、过滤时间缩短和脱水速率增大,且TMBAC抑制状态下含蒙脱石煤泥水过滤效果更好。氯化钾和TMBAC通过水化能较低的K+,C6H5CH2—N+(CH3)3进入蒙脱石层间,限制层间阳离子和水分子的扩散运动,达到蒙脱石水化膨胀的抑制。C6H5CH2—N+(CH3)3还可以吸附在蒙脱石和煤颗粒表面,增加蒙脱石和煤颗粒的疏水性,起到助滤剂的作用。 展开更多

关键词 蒙脱石 水化膨胀 抑制剂 煤泥水 过滤

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泥页岩抑制剂LFW-1的室内研究 被引量：7

14

作者 侯珊珊 罗春芝 +2 位作者 张炳杰 吴梦洁 陈佳良 《断块油气田》 CAS 北大核心 2015年第6期833-836,共4页

泥页岩抑制剂是针对泥页岩地层开发出的一类抑制剂,一直是钻井液性能研究的重要课题,主要用于提高水基钻井液钻遇泥页岩时的抑制性,防止井壁坍塌及钻头泥包。文中介绍了由小阳离子单体、丙烯基单体及小分子有机胺等原料合成的泥页岩抑... 泥页岩抑制剂是针对泥页岩地层开发出的一类抑制剂,一直是钻井液性能研究的重要课题,主要用于提高水基钻井液钻遇泥页岩时的抑制性,防止井壁坍塌及钻头泥包。文中介绍了由小阳离子单体、丙烯基单体及小分子有机胺等原料合成的泥页岩抑制剂样品。采用泡片观察法、体积防膨率法、高温高压线性防膨率法和表观黏度抑制率法,评价了样品的抑制性。实验结果表明,LFW-1样品的抑制性最强。对比评价LFW-1,NH-1和FCC201聚胺抑制剂的抑制性及其对现场聚合物钻井液性能的影响,结果表明:LFW-1的体积防膨率、高温高压线性防膨率和表观黏度抑制率均高于NH-1,略低于FCC201,表现出很强的抑制性;LFW-1和FCC201对钻井液流变性和滤失量的影响很小,而NH-1则增加了黏度和滤失量。LFW-1在膨润土浆中加量为1.5%时,润滑系数降低率为32.6%,对模拟钻头有很好的防泥包作用。 展开更多

关键词 页岩抑制剂 体积防膨率 高温高压线性防膨率 表观黏度抑制率 流变性 钻井液

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钻井液用无机盐类抑制剂评价方法适应性探究 被引量：7

15

作者 迪娜·木拉提 郑文龙 乌效鸣 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期60-64,共5页

针对钻井液用抑制剂性能评价过程中出现实验结论异常的现象,通过泥页岩线性膨胀量实验、岩心浸泡实验、热滚回收实验、岩心滴染扫描电镜观察实验等多种方法,探讨了多种包括无机盐、硅酸盐、聚乙烯醇等在内的抑制剂抑制性评价方法的适应... 针对钻井液用抑制剂性能评价过程中出现实验结论异常的现象,通过泥页岩线性膨胀量实验、岩心浸泡实验、热滚回收实验、岩心滴染扫描电镜观察实验等多种方法,探讨了多种包括无机盐、硅酸盐、聚乙烯醇等在内的抑制剂抑制性评价方法的适应性问题。结果表明,低浓度的氯化钾与氯化钠不适用于采用人工岩心浸泡实验和线性膨胀量实验进行评价;线性膨胀量实验要求抑制剂质量分数在0.3%以上且实验时间不少于6 h才能得到相对准确的实验结论;基浆粘度对泥页岩热滚回收实验具有明显的影响,基浆粘度越高初始热滚回收率越高。为此,在进行抑制剂效果评价时应充分重视评价方法、抑制剂浓度、实验持续时间、基浆粘度等多种因素的影响,寻求针对性评价手段以避免得到错误的实验结论。 展开更多

关键词 泥页岩 抑制剂 抑制性评价 线性膨胀实验 热滚回收实验

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新型聚酰胺-胺树枝状聚合物页岩抑制特性研究 被引量：4

16

作者 汤志川 邱正松 +2 位作者 钟汉毅 张馨 张道明 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2016年第6期28-32,共5页

树枝状聚合物由于其独特的分子结构和特性,近年来日益受到关注。聚酰胺-胺（PAMAM）作为研究最为成熟的树枝状聚合物,目前已在各领域得到应用,并在油田化学方向发挥潜力。采用抑制膨润土造浆实验、页岩滚动分散实验和粒度分布测试综合... 树枝状聚合物由于其独特的分子结构和特性,近年来日益受到关注。聚酰胺-胺（PAMAM）作为研究最为成熟的树枝状聚合物,目前已在各领域得到应用,并在油田化学方向发挥潜力。采用抑制膨润土造浆实验、页岩滚动分散实验和粒度分布测试综合评价不同代数聚酰胺-胺树枝状聚合物的抑制性,借助表面张力、Zeta电位测试和X-射线衍射等表征测试了不同代数聚酰胺-胺的特性。结果表明,不同代数（G0~G5）聚酰胺-胺树枝状聚合物均具有优良的抑制性,其中G0和G5抑制性优于传统的KCl和国外聚胺Ultrahib。不同代数树枝状聚合物在黏土层间的吸附状态与其浓度有关,低浓度下为单层吸附,高浓度下为双层吸附。聚酰胺-胺树枝状聚合物表面胺基密度高,水溶液中部分质子化后,通过静电作用、氢键作用等强吸附在泥页岩表面,降低黏土水化斥力,排挤出层间水分子,抑制泥页岩水化分散。 展开更多

关键词 聚酰胺-胺 树枝状聚合物 页岩抑制剂 作用机理 水化

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新型聚合物钾盐抑制泥页岩水化的性能与机理 被引量：3

17

作者 邵正昌 伍连松 +4 位作者 刘家才 王平全 杜琨 任妍君 余永平 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期225-231,共7页

泥页岩水化膨胀是井壁失稳的重要原因。本文通过膨润土压片浸泡与线性膨胀实验、页岩钻屑滚动回收实验以及流变性、滤失性测试,评价了一种新型聚合物钾盐抑制剂聚阴离子纤维素钾(K-PAC)的抑制性能及其对水基钻井液流变性和滤失性的影响... 泥页岩水化膨胀是井壁失稳的重要原因。本文通过膨润土压片浸泡与线性膨胀实验、页岩钻屑滚动回收实验以及流变性、滤失性测试,评价了一种新型聚合物钾盐抑制剂聚阴离子纤维素钾(K-PAC)的抑制性能及其对水基钻井液流变性和滤失性的影响。评价结果表明,0.5%K-PAC的抑制泥页岩水化膨胀的性能明显优于5%KCl、2%聚醚胺-D230(PEA-D230),与0.5%聚丙烯酰胺钾盐(K-PAM)相近;0.5%K-PAC的增黏提切、降滤失性能要优于0.5%K-PAM。通过扫描电镜和X射线衍射分析了K-PAC的抑制机理,结果表明,K-PAC的阳离子部分(K+)能够进入膨润土晶层中并置换出水化钠离子,从而起到抑制黏土晶层膨胀的作用;K-PAC的阴离子部分吸附在黏土颗粒上起到护胶、降滤失的作用,二者协同增效,从而起到强抑制作用。由于K-PAC由聚阴离子纤维素和K+构成,对环境友好、成本低廉。因此,K-PAC具有成为低成本、环保型、强抑制性的水基钻井液抑制剂的巨大潜力。 展开更多

关键词 井壁稳定性 泥页岩水化 聚合物钾盐 页岩抑制剂 吸附 滤失

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分子模拟有机胺页岩抑制剂碳链长度对抑制性能的影响 被引量：6

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作者 冯杰 李颖颖 +1 位作者 罗亚飞 苏俊霖 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第16期95-100,共6页

有机胺钻井液体系近年来在国内外备受关注,其实质是应用了新的有机胺页岩抑制剂,因此更高效地研发胺类抑制剂是有机胺钻井液技术发展的关键。为研究有机胺类页岩抑制剂碳链长度对其抑制性能的影响规律和其抑制作用产生的作用机理,通过... 有机胺钻井液体系近年来在国内外备受关注,其实质是应用了新的有机胺页岩抑制剂,因此更高效地研发胺类抑制剂是有机胺钻井液技术发展的关键。为研究有机胺类页岩抑制剂碳链长度对其抑制性能的影响规律和其抑制作用产生的作用机理,通过分子模拟方法研究了不同直链状有机胺分子——乙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺、1,8-辛二胺、1,10-癸二胺的抑制性能变化规律,并通过分子动力学方法研究了有机胺页岩抑制剂对Na-蒙脱石水化抑制的作用机理以及有机胺页岩抑制剂对蒙脱石晶体力学性质的影响。结果表明,这些有机胺分子的抑制性能有明显的差异,1,6-己二胺的水化抑制效果最佳,乙二胺和1,10-癸二胺的抑制效果较差。可见,分子结构为直链状且两端为胺基的有机胺分子的水化抑制性随碳链长度的增加呈先增后减的趋势,且在含有6个碳原子(1,6-己二胺)时水化抑制效果和蒙脱石力学性能均达到最佳。 展开更多

关键词 Na-蒙脱石 分子模拟 水化膨胀 页岩抑制剂 有机胺碳链长度

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氨基离子液体聚合物抗高温抑制剂的作用机理 被引量：2

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作者 任妍君 陈欢 杨弘 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2023年第3期289-295,302,共8页

为解决高温地层黏土水化所引起的井壁失稳问题,合成了含双键和氨基的离子液体单体,并将其与丙烯酰胺共聚得到了一种聚合物抑制剂PAN。采用傅里叶变换红外光谱仪对PAN的分子结构进行了表征,并通过浸泡膨胀和搅拌分散、线性膨胀、热滚回... 为解决高温地层黏土水化所引起的井壁失稳问题,合成了含双键和氨基的离子液体单体,并将其与丙烯酰胺共聚得到了一种聚合物抑制剂PAN。采用傅里叶变换红外光谱仪对PAN的分子结构进行了表征,并通过浸泡膨胀和搅拌分散、线性膨胀、热滚回收实验评价其抑制性能。结果表明:PAN抑制黏土膨胀与分散的性能优于常用抑制剂KCl、聚醚胺D230及离子液体单体,并且抗温达250℃。通过XRD、Zeta电位、润湿性分析了PAN的抑制机理。PAN通过缠绕包覆在黏土颗粒上、压缩双电层、增加黏土颗粒间胶结性及颗粒表面疏水性而起到抑制作用,为新型抗高温强效抑制剂的研发提供理论与技术支持。 展开更多

关键词 氨基离子液体 共聚物 黏土水化 页岩抑制剂 井眼稳定

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钻井液活度对川滇页岩气地层水化膨胀与分散的影响 被引量：24

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作者 刘敬平 孙金声 《钻井液与完井液》 CAS 北大核心 2016年第2期31-35,共5页

降低水基钻井液活度是解决钻井过程中泥页岩井段井壁失稳的重要技术手段,川滇地区页岩气地层泥质含量高、水敏性强,层理与微裂缝发育,井壁易失稳。以氯化钙等无机盐、甲酸钾等有机盐及丙三醇等有机化合物作为活度调节剂,通过线性膨胀实... 降低水基钻井液活度是解决钻井过程中泥页岩井段井壁失稳的重要技术手段,川滇地区页岩气地层泥质含量高、水敏性强,层理与微裂缝发育,井壁易失稳。以氯化钙等无机盐、甲酸钾等有机盐及丙三醇等有机化合物作为活度调节剂,通过线性膨胀实验、热滚回收实验研究了钻井液活度对宜宾龙马溪组、宜宾五峰组等页岩水化膨胀与分散的影响。结果发现,钻井液活度对页岩水化膨胀和水化分散影响小,泥页岩渗透水化不是上述地区页岩地层井壁失稳的主要原因。解决其井壁失稳问题,应从表面水化、毛管压力及微裂缝等其他机理入手。 展开更多

关键词 页岩气井 水的活度 钻井液 水化膨胀 水化分散

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