抑制剂对黏土矿物结合水的影响研究.pdf

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1、图书分类号：：学校代码冲着口」一二论文题目抑制剂对黏土矿物结合水的影响研究研究生姓名张龙导师姓名邓明毅（副教授）学科专业应用化学研究方向钻、液液二〇一五年五月西南石油大学研究生学位论文知识产权声明书及学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西南石油大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编

2、本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研宄课题再撰写的文章一律注明作者单位为西南石油大学。本学位论文属于、保密（），在年解密后适用本授权书。、不保密（）请在以上相应括号内打叫”年弋月日西南石油大学研究生学位论文独创性声明本人声明：所呈交的研宄生学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宂成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含其他人为获得西南石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均

3、己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：孤丨义年月对曰摘要井壁失稳问题常造成钻井工程无法正常进行，影响着地质资料的录取、钻井成本、油气田开发进程等，在石油钻井工程领域一直倍受重视。黏土矿物水化引起的岩石力学性质变化是诱发井壁失稳的重要因素，泥页岩地层就是由于此因素井壁垮塌严重。强抑制性钻井液能很好地缓解这一情况出现，延长井壁稳定时间，为高效钻井创造空间，但仍然有一些地质条件较差的地层（泥页岩）难以解决井壁失稳问题。现阶段的力学与化学耦合研宄为解决此类问题提供了基础，但在化学作用的定量化研宄未有较大突

4、破，所以定量化研宄抑制剂对泥页岩水化的影响很有必要。首先通过对泥页岩中主要黏土矿物（蒙脱石、伊利石、高岭石和绿泥石）的等温吸附实验，得到四种黏土矿物亲水特性，其中蒙脱石的吸附结合水能力最强。然后结合膨胀率实验与实验测定了抑制剂对蒙脱石水化分散膨胀与晶层间距的影响。最后用热重分析仪重点研宄了抑制剂作用后的黏土矿物与泥页岩中结合水情况，结合得到的实验数据模拟计算了泥页岩结合水量。实验发现黏土矿物吸附结合水是分阶段进行的，可以划分为强结合水、弱结合水、自由水。常规的一维膨胀实验只能表征抑制剂的宏观抑制效果，不能深入分析

5、结合水的抑制情况。实验证实了盐类抑制剂都能进入到蒙脱石晶层间，而聚合物只能包裹在颗粒表层，从晶层间距的抑制效果来看，盐类抑制剂的抑制效果要好于聚合物类。热重分析能深入到结合水层面对抑制剂性能进行研究，探讨了无机与有机类抑制剂不同的抑制机理，同时论证了结合水的性质是区别于自由水赋存在黏土表面。通过与真实泥页岩对比分析发现理论计算的泥页岩结合水量与其偏差不大，具有理论价值。关键词：黏土矿物；泥页岩；热重分析法；结合水；水化抑制剂AbstractSidewallinstabilityproblemoftencauses

6、welldrillingengineeringcometoastandstill,affectsthegeologicaldataacquisition,thedrillingcost,oilandgasfielddevelopmentprocess.etc,hasbeenmuchattentionmthefieldofpetroleumdrillingengineering.Rockmechanicspropertiesdegradationwhichiscausedbyhydrationdropofclaym

7、ineralscontentisanimportantfactorofboreholewallinstabilityinducement,theboreholewallcollapseofshaleformationisduetothefactor.Stronginhibitorydrillingfluidcanbeaverygoodchoiceinthissituation,whileitcanextendtheperiodofboreholewallstabilityandcreatethespacefore

8、fficientdrilling,buttherearestillseveralinstabilityproblemsoftheformation(oftheshale)withpoorgeologicalconditions.Atthisstageofthemechanicalandchemicalcouplingresearchprovidesthefoundatio