试析阳离子降滤失剂研制及正电性钻井液体系研究

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1、天津大学硕士学位论文阳离子降滤失剂研制及正电性钻井液体系研究姓名：苏长明申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：田宜灵;范维庆2001.1.1中文提要本论文对正电性钻井液体系、作用机理以及阳离子处理剂的丌发应用现状等进行了较为系统全面的分析研究，在此基础之上，设计了以腈纶废丝为主要原料、2，3-环氧丙基三甲基氯化铵作为阳离子化试剂的合成路线，并成功地合成r了具有良好降滤失效果的新型阳离子降滤失剂JS及正电性钻井液配方。／主要研究工作及创新点如下：1从反应动力学的角度对腈纶废丝的水解程度进行了分析和控制，制备了适合进一步阳离子接枝改性的中问体。2．x,1影响阳离

2、子化反应的因索(如温度、吲I'L1]、pH值和阳离子化试剂的加量等)以及阳离子度高低对钻井液4IIii的影响进行了比较系统的实验研究，成功地制各了新型阳离子降滤失剂JS。3．对JS在钻井液中的作用进行了比较系统的评价实验。实验结果表明JS具有加量低、降滤失效率高、抗电解质污染能力强(分别可抗饱和氯化钠和50％氯化钙污染)、与正电性钻井液配伍性好以及良好的高温稳定性等优点。4对JS突出抗钙能力的作用机理进行了探索性的实验研究。实验结果表明阳离子型降滤失剂Js通过有机季铵阳离子在粘土表面和层阳J负电荷位置上强烈而牢固的不可逆吸附，起到了良好的胶体保护作用。当达到饱和

3、吸附时，粘土钻井液体系胶体性能十分稳定，具有抗高浓度NaCI和CaCl2的能力。5．研制成功的正电’?_-k--'咕Jt：液体系，j㈨iIIi’睫达JIiJ+20mv以卜，锚，r液的各项性能指标完全满足钻井施工要求，该项研究成果达到国际先进水平。关键词：Ⅲ离子降滤失疴季铵刚离子聚吝物阳离子聚合物钻井液正电性钻壮液体系VV。腊纶废盏抗钙机理卜、DevelopmentofCationicFiltrationReducerandStudyonPositiveElectricityDrillingFluidsSystemAbstract：Anewcationicfilt

4、rationcontrolagent，JS，wasdesignedandsuccessfullysynthesizedbasedonsystematicliteratureinvestigation．Laboratoryexperimentshaveprovedthatthisnewproduct，withwastepolyacrylonitrilefibers(PAN)beingthemainrawmaterial。and2,3一epoxylatedpropyltrimethylammoniumchloridethecationicreagent，ishigh

5、lyeffectiveinreducingthedrillingfluidfiltration．Theresearchworkmainlyconsistsoffiveparts．1．AhydrolyzedPAN(HPAN)suitableforcationicmodificationispreparedbycontrollingreaction．2．Thefactorsinvolvedinthequatemization，suchasreactiontemperature，timeandpHvalue，andquaternizingagentdosage，asw

6、ellastheeffectofthecationicgrouppercentageinthefinalproductmoleculeonthedrillingfluidperformancewerethoroughlyinvestigated，andthenewcationicfiltratereducerJSprepared．3．ThefunctionsofJSindrillingfluidweresystematicallyevaluated．TheexperimentsshowthatJSischaractel’isticoflowdosage，high

7、filtratereducingefficiencyandhighelectrolytetolerance．JSistolerantof36％NaCland50％CaCl2solution．Itisalsohighlycompatiblewithcationicdrillingfluidandstableinhightempel’ature．4·ThemechanismoftolerancecapacityofJStOcalciumwasprobeintostudied．ExperimentsshowthatJSplayanexcellentroleinprot

8、ectingcolloi