畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-泥頁(yè)巖抑制劑lfw-1的室內(nèi)研究

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)論文題目：泥頁(yè)巖抑制劑LFW-1的室內(nèi)研究題目類型：畢業(yè)論文院（系）：化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院學(xué)生姓名：專業(yè)班級(jí)：應(yīng)化11102指導(dǎo)教師：輔導(dǎo)教師：時(shí)間：2015年1月至2015年6月目錄目錄畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書Ⅰ開題報(bào)告Ⅱ指導(dǎo)老師審查意見Ⅲ評(píng)閱教師審查意見Ⅳ答辯會(huì)議記錄Ⅴ中文摘要Ⅵ英文摘要Ⅶ1前言12選題背景12.1課題來源12.2泥頁(yè)巖抑制劑LFW-1研究的目的和意義12.3國(guó)內(nèi)外聚胺抑制劑的研究進(jìn)展與動(dòng)態(tài)22.4主要研究?jī)?nèi)容、需要重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路43實(shí)驗(yàn)部分43.1樣品的合成及優(yōu)

2、選43.2樣品的性能評(píng)價(jià)方法54實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析94.1樣品的合成94.2樣品的初步篩選94.3樣品的進(jìn)一步優(yōu)選114.4LFW-1的性能評(píng)價(jià)114.5LFW-1的紅外光譜分析164.6LFW-1抑制機(jī)理分析175結(jié)論與建議186參考文獻(xiàn)187致謝20前言泥頁(yè)巖抑制劑LFW-1的室內(nèi)研究1前言水基鉆井液鉆遇頁(yè)巖地層時(shí)，濾液滲濾到地層和井筒周圍的泥頁(yè)巖中就會(huì)導(dǎo)致泥頁(yè)巖水化膨脹、井壁失穩(wěn)、鉆吧頭泥包和井眼凈化等問題，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致整口井報(bào)廢。為了解決這些問題，現(xiàn)場(chǎng)一般采用油基鉆井液來鉆泥頁(yè)巖地層，尤其是近幾年頁(yè)巖氣開發(fā)時(shí)

3、幾乎全部采用油基鉆井液。由于油基鉆井液對(duì)環(huán)境污染很嚴(yán)重，其應(yīng)用受到嚴(yán)格控制，因此，近幾年國(guó)外幾大石油公司（如哈里伯頓、貝肯休斯、殼牌等）積極開發(fā)強(qiáng)抑制性水基鉆井液的研究，取得很好的效果[1]。強(qiáng)抑制性鉆井液體系中引入了一種聚胺抑制劑，該劑能抑制泥頁(yè)巖水化膨脹及分散，防止井壁失穩(wěn)，同時(shí)具有防止鉆頭泥包的作用。2012年3月，哈里伯頓在四川瀘州地區(qū)用聚胺鉆井液成功地打了2口頁(yè)巖氣井，既解決了環(huán)境污染問題，鉆井液也可以重復(fù)利用，只是價(jià)格昂貴，每方成本與油基鉆井液相當(dāng)，其中聚胺抑制劑的單價(jià)每噸8萬元。為了降低鉆井液成

4、本，中石化、中石油組織各大研究院及石油院校先后開展了該類處理劑的研究。中石化南京研究院研究出的NH-1產(chǎn)品于2012年6月開始在江漢、中原等油田應(yīng)用，表現(xiàn)出良好的抑制性，不足之處是對(duì)鉆井液流變性及濾失量有不良影響，價(jià)格也偏高達(dá)到每噸5萬。本論文在收集大量聚胺抑制劑研究與應(yīng)用的資料基礎(chǔ)上，選擇具有抑制性功能的單體合成一系列抑制劑樣品，采用常規(guī)評(píng)價(jià)聚胺抑制劑的方法評(píng)價(jià)優(yōu)選樣品，以期研究出抑制性好，價(jià)格合適，且對(duì)鉆井液流變性、濾失量影響小的泥頁(yè)巖抑制劑。2選題背景2.1課題來源課題類型：畢業(yè)論文。課題來源：生產(chǎn)實(shí)際

5、。2.2泥頁(yè)巖抑制劑LFW-1研究的目的及意義鉆井液抑制劑是油氣鉆井過程中使用量最大、研究最多的處理劑之一。隨著鉆探技術(shù)的不斷發(fā)展，目前的鉆井作業(yè)越來越多地轉(zhuǎn)向更深的地下、海上等復(fù)雜儲(chǔ)層。在鉆井過程中遇到頁(yè)巖地層時(shí)，其水化膨脹、分散導(dǎo)致的井壁失穩(wěn)、鉆頭泥包和井眼凈第1頁(yè)（共20頁(yè)）泥頁(yè)巖抑制劑LFW-1的室內(nèi)研究化等一系列問題，增加了鉆進(jìn)難度，給鉆井液處理劑、特別是抑制劑提出了更高的要求。鉆井中的泥頁(yè)巖井壁穩(wěn)定性問題是影響鉆井技術(shù)發(fā)展的重大問題之一，而泥頁(yè)巖水化則是影響井壁穩(wěn)定性的關(guān)鍵性因素?，F(xiàn)階段使用的鉆井

6、液抑制劑大都能滿足解決鉆井過程中頁(yè)巖的水化膨脹分散問題的要求。如油基鉆井液具有抑制性強(qiáng)、潤(rùn)滑性好等解決井壁穩(wěn)定諸多優(yōu)良性能，但其成本高，環(huán)境污染嚴(yán)重。近幾年，國(guó)家對(duì)環(huán)境污染問題的重視，尤其是十三五規(guī)劃以來，更加體現(xiàn)對(duì)鉆井液技術(shù)的改進(jìn)提上了日程。水基鉆井液，如高性能水基鉆井液(HPWBM)[2]，又稱胺基鉆井液(Aminebasedmud)是目前發(fā)展比較好的，聚胺類頁(yè)巖抑制劑是胺基鉆井液的重要組分之一，在抑制泥頁(yè)巖水化膨脹、分散所導(dǎo)致的井壁失穩(wěn)、鉆頭泥包和井眼凈化等問題方面起著關(guān)鍵性的作用。但由于聚胺抑制劑有分

7、子量大以及胺基形成的陽離子導(dǎo)致增粘、增濾失性，不利于鉆井液的流變性，和陽離子造成的雙電層結(jié)構(gòu)壓縮粘土顆粒所吸附的水化膜使得自由水增加，這導(dǎo)致泥頁(yè)巖水化膨脹、強(qiáng)度下降、孔隙壓力增加等變化，容易造成井壁坍塌。所以研究高性能的聚胺抑制劑，達(dá)到不增粘，不降低濾失作用，保證鉆井液流變性能的頁(yè)巖抑制劑成為目前發(fā)展的趨勢(shì)。為了解決這一難題，本實(shí)驗(yàn)對(duì)聚胺抑制劑進(jìn)行了研究，力圖通過復(fù)配優(yōu)選出幾種聚胺抑制劑，對(duì)比評(píng)價(jià)它們的抑制效果，從而優(yōu)選出高效的聚胺抑制劑。2.3國(guó)內(nèi)外聚胺抑制劑的研究進(jìn)展與動(dòng)態(tài)2.3.1國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀與研究方向一般

8、頁(yè)巖地層很容易坍塌，坍塌程度由泥巖含量及其致密度控制，并且由于可能含有諸如蒙脫石等水敏性巖石，導(dǎo)致遇水發(fā)生膨脹，鉆井過程極易引起井壁失穩(wěn)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于頁(yè)巖抑制劑已經(jīng)做了大量的研究和開發(fā)。從最早的清水自然造漿開始，陸續(xù)出現(xiàn)了各種無機(jī)鹽抑制劑，然后硅酸鹽處理劑開始投入使用，并受到了比較好的效果。隨著現(xiàn)代設(shè)備的高速發(fā)展以及抑制理論和防塌機(jī)理的越來越成熟，又陸續(xù)出現(xiàn)了很多新型的抑制處理劑，例如瀝青類的抑