废弃水基钻井液清洁处理剂的研究与应用

摘要

本文主要以天然植物魔芋胶和果皮作为环保型絮凝剂，并与传统合成类高分子絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）相对比，通过与不同絮凝剂（PAC、聚合硫酸铁等）相配比加入到废弃水基钻井液中，采用固化处理方式，以离心清液体积、透光率、COD值以及絮凝后絮体粒度直径作为指标评价其絮凝效果。 由于聚胺盐带有很强的正电荷和较高的分子量，在废弃水基钻井液处理中同时具有电中和作用与吸附架桥的作用，故实验室通过利用环氧氯丙烷和二乙胺，以及加入不同种类的交联剂合成了新型阳离子高分子絮凝剂，分别命名合成产物为DES0-0、DES0-1、DES0-2、DES0-3，运用红外光谱图对聚胺盐的结构进行表征分析。结果表明，季铵盐阳离子聚合物已经生成。然后将生成的聚合物加入到钻井液中进行絮凝实验效果评价。 通过室内实验研究得到了如下结论： （1）实验发现处理新疆油田废弃水基钻井液的絮凝剂的最佳絮凝环境为 pH=5的酸性环境；当聚丙烯酰胺（相对分子质量为1200万）质量分数为85ppm，聚合氯化铝（国标30%，喷雾型，饮用水级别）质量分数为0.167%时，絮凝完成后离心清液的COD去除率为66.3%； （2）魔芋胶相对聚丙烯酰胺对于处理废弃水基钻井液絮凝效果较差，在为 pH=4的酸性环境下，当魔芋胶质量分数为0.21‰，聚合氯化铝（国标30%，喷雾型，饮用水级别）质量分数为0.171%时，絮凝完成后离心清液的COD去除率为63.0%； （3）苹果皮中所含的植物酚类化合物分子上有羟基、羧基、羰基等活性官能团，可产生一定的分散、黏合、螯合等效能而作为絮凝剂运用到废弃钻井液的处理中。实验通过利用苹果浆或苹果粉和有机絮凝剂PAM、PAC、无机絮凝剂三氯化铁、三氯化铝、氧化钙两者或三者之间进行复配得到絮凝剂将其应用于基浆和废弃钻井液中，固化离心处理后，上清液透光率会增大，浊度值会减少，絮体粒径会有所增加。当絮凝剂用于基浆的最佳复配质量比例：PAM:三氯化铝:苹果浆=1:10:10时，絮凝效果较好，絮体粒度直径可达314.7μm；当絮凝剂应用于废弃水基钻井液，絮凝剂的最佳复配比例：PAM:氧化钙:苹果浆=1:100:100时，絮体的粒度直径最大为516.6μm。 （4）通过不同质量分数配比加入到钻井液基浆中发现：a，当絮凝最佳环境pH=6， PAM=70ppm，DES0-1=0.7％时，离心沉降后清液体积和透过率较大，絮体粒度直径最大可达463.5μm；b，当絮凝最佳环境pH=7，PAM=70ppm，DES0-2=0.8％时，离心沉降后清液体积和透过率较大，絮体粒度直径最大可达489.4μm；c，当絮凝最佳环境 pH=8，PAM=70ppm，DES0-0=0.3％时，离心沉降后清液体积和透过率较大，絮体粒度直径最大可达503.1μm；d，当絮凝最佳环境 pH=11，PAM=70ppm，DES0-3=0.3％时，离心沉降后清液体积和透过率较大，絮体粒度直径最大可达489.1μm。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 絮凝剂的概述

1.3 絮凝剂的国内外研究现状

1.4 研究目的

1.5研究内容、技术路线和创新点

第二章 天然魔芋胶对废弃钻井液絮凝的作用效能评价

2.1 引言

2.2实验部分

2.3 实验结果分析与讨论

2.4激光衍射粒度直径分析

2.5 COD的测定

2.6 魔芋胶的IR光谱

2.7 本章小结

第三章 苹果皮对钻井液絮凝效果的评价

3.1引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 有机高分子絮凝剂的制备及其在钻井液中的应用

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果和讨论

4.4 本章小结

第五章 结论

致谢

参考文献

攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果