端胺聚醚在蒙脱土颗粒上的吸附对蒙脱土分散体系稳定性的影响

摘要

粘土矿物是含水的层状硅酸盐和含水的非晶质硅酸盐矿物的总称。其主要结构单元是硅-氧四面体和铝-氧八面体。其结构特征决定了粘土矿物遇水易膨胀分散，这是油田开发过程中粘土矿物损害储层的本质原因。为了解决在钻井过程中遇到的页岩非稳定性问题，油田上研制并应用了多种油基钻井液。然而，这类钻井液的使用费用高，对环境污染大，随着人们环境保护意识的增强以及环境法律法规的逐渐完善，研制具有油基钻井液优异性能的高性能水基钻井液成为目前研究的重点。近年来，新型的有机胺抑制剂因其具有优良的抑制性而受到科研工作者的重视。
　　 本文基于有机胺抑制剂端胺聚醚在钻井液中的应用，采用胶体化学的研究方法，系统地研究了端胺聚醚与蒙脱土的相互作用及其对蒙脱土分散体系胶体稳定性的影响；基于上述实验结果，本文对端胺聚醚抑制蒙脱土水化分散的抑制机理进行了推断。主要研究内容包括：⑴采用两步提纯法对蒙脱土样品进行了提纯，同时采用X射线粉末衍射及X射线荧光光谱确定了蒙脱土样品的组成成分。并进一步确定了提纯后蒙脱土的一些理化参数：如蒙脱土的阳离子交换容量、粒径分布、zeta电位等。⑵采用总有机碳分析仪测定了端胺聚醚D230常温下在蒙脱土上的吸附等温线，并且考察了电解质对D230在蒙脱土上吸附的影响。⑶考察了端胺聚醚D230在蒙脱土上吸附后对粘土胶体分散体系的影响；对比研究了D230对已经水化分散的蒙脱土分散体系和未水化分散的蒙脱土分散体系的影响。通过X射线粉末衍射、透射电子显微镜、流变学等手段表征了D230与两种体系相互作用的异同。⑷通过实验发现端胺聚醚D230具有抑制蒙脱土水化分散的作用，基于前面的实验结果，提出了D230抑制蒙脱土水化分散的机理。