反应型粘土稳定剂结题

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1、反应型粘土稳定剂的合成及性能评价小组成员：王晓胡天玮康陈璟郑惠玲目录一、研究背景二、粘土稳定剂理论基础三、实验进度四、粘土稳定剂的合成五、产物组成分析六、性能评价七、结论八、经济评价九、思考与改进研究背景在引起油气层损害的诸多因素中，粘土矿物的损害是其主要因素之一。粘土矿物对油气层的损害主要表现为膨胀和运移两种方式。水敏性的粘土矿物对地层的损害方式主要为水化膨胀堵塞，非水敏性的粘土矿物对地层的损害方式主要为微粒运移堵塞。为了保护油气层的渗透性，在各种水基工作液中添加性能优良的粘土稳定剂，抑制粘土对油气层的损害是目前

2、保护油气层的经济有效措施之一。所使用的粘土稳定剂既能有效地抑制粘土的膨胀，又能较好地控制微粒运移。研究现状随着油田的开发，粘土稳定剂的应用越来越广泛，种类越来越多，根据不同的结构及所使用的化学药品不同，在这方面的研制大致可以可分为三个阶段：（1）50年代到60年代后期，主要用无机盐类来稳定粘土；（2）70年代主要用无机多核聚合物和阳离子表面活性剂来稳定粘土；（3）80年代以后，主要开展了用阳离子有机聚合物稳定粘土的研究和实验。Ⅰ.粘土稳定剂定义粘土稳定剂是指能抑制粘土膨胀和（或）粘土微粒运移的化学剂。它包括粘土防膨

3、剂和粘土微粒防运移剂。粘土稳定剂的理论基础Ⅱ.粘土稳定剂的作用机理粘土防膨剂的防膨机理有三种：一是减少粘土表面的负电性；二是与粘土表面的羟基作用，形成亲油表面或将晶层连接起来；三是通过离子交换，使膨胀性粘土转为非膨胀性粘土。粘土微粒防运移剂主要通过粘土表面的两个基本性质（带负电、羟基化）或化学键的形成起作用。1.减少粘土表面负电性的化学剂盐阳离子型表面活性剂无机阳离子型聚合物有机阳离子型聚合物1.1盐包括无机盐和有机盐。盐是通过增加其浓度，从而减少粘土表面扩散双电层厚度和zeta电位而起作用。缺点是盐是一类非永久性

4、粘土防膨剂，当其浓度减小到一定程度，它的防膨作用就消失。1.2阳离子型表面活性剂这类表面活性剂的阳离子有表面活性，使它倾向于吸附在粘土的负电表面，中和粘土的负电性，而且它的吸附，可使粘土表面的润湿性由亲水反转为亲油，因而能有效的抑制粘土在水中膨胀。缺点是地层表面由亲水反转为亲油以后，会使油相渗透率降低。1.3无机阳离子型聚合物无机阳离子型聚合物能紧密吸附在粘土的负电表面上，减少它的负电性，从而有效地抑制粘土膨胀。此外，多核羟桥络离子可以将表面带负电的粘土微粒与带负电的地层表面桥接起来而将微粒固定，防止微粒运移。优点

5、是防膨有效期比盐和阳离子型表面活性剂都长，但有两个缺点：一是不耐酸，酸化时可将它除去，粘土防膨作用随之消失；二是它不适用于碳酸盐含量高的砂岩地层，因它们处理地层时要保持在酸性条件下。1.4有机阳离子型聚合物有机阳离子型聚合物可在水中溶解、解离产生聚阳离子，这些聚阳离子既可通过吸附，中和粘土表面的负电性，又可在粘土晶层间吸附，将它们桥接起来，抑制粘土膨胀，而且能将粘土微粒桥接在地层表面而有效地抑制微粒运移。这类稳定剂具有可以作用于不同类型的地层，耐酸，耐油、水冲刷，用量少，见效快，有效期长等优点，因此，是应用最为广泛

6、的一类粘土稳定剂。烃基卤代甲硅烷类胶质、沥青质这一大类防膨剂与阳离子粘土表面活性剂类似，会影响水的驱油能力。2.与粘土表面羟基作用的化学剂2.1烃基卤代甲硅烷类烃基卤代甲硅烷可与粘土表面的羟基反应，使粘土的亲水表面变成亲油表面，抑制粘土膨胀，它还可以通过水解、缩聚产生缩聚物，这些缩聚物可吸附在粘土晶层之间，抑制粘土在水中膨胀，并用氢键将粘土微粒与地层表面桥接起来而将微粒固定。2.2胶质、沥青质胶质和沥青质中的含N、S或含O的部分与粘土表面的轻基形成氢键而吸附其上,使粘土表面转变为亲油表面,抑制它在水中的膨胀。3.转

7、变矿物类型的化学剂在一定温度下，膨胀性粘土矿物可与一些化学剂反应转变为非膨胀性的矿物，覆盖在膨胀性粘土矿物表面，达到防膨的目的。实验过程概述五种目标产物的制备与纯化合成产物的组成分析六种粘土稳定剂的防膨性能评价Gemini季铵盐（三甲胺双季铵盐、三乙胺双季铵盐）羟基铝聚环氧氯丙烷加交联剂的聚环氧氯丙烷目标产物实验进度7月4日制备三甲胺盐酸盐。7月5日制备三甲胺双季铵盐，为淡黄色溶液。7月8日三甲胺双季铵盐溶液蒸馏，失败。7月9日制备三甲胺盐酸盐，为清澈溶液；制备三乙胺盐酸盐，出现白色浑浊，分层上清下浊。7月10日制

8、备三甲胺双季铵盐，为淡黄色溶液；制备三乙胺双季铵盐，白色浑浊变澄清，为淡黄色溶液。7月11日制备未交联聚环氧氯丙烷-二甲胺，为淡黄色凝胶；制备交联聚环氧氯丙烷-二甲胺，为淡黄色凝胶；旋蒸三甲胺双季铵盐，为白色固体，真空干燥24h；旋蒸三乙胺双季铵盐，为淡黄色凝胶，加丙酮变白色固体，真空干燥24h；旋蒸未交联聚环氧氯丙烷-二甲胺，为淡黄色凝胶，真空干燥24h；