聚胺抑制劑的室內(nèi)研究--開題報(bào)告

1、.長江大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題 目 名 稱 聚胺抑制劑的室內(nèi)研究 院 （系）_化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院_專 業(yè) 班 級_應(yīng)化11102班_學(xué) 生 姓 名_張炳杰_指 導(dǎo) 教 師_羅春芝_輔 導(dǎo) 教 師_羅春芝_開題報(bào)告日期_2015年1月17日_ ;泥頁巖抑制劑LFW-1的室內(nèi)研究學(xué) 生：張炳杰，化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院指導(dǎo)老師：羅春芝，化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院1題目來源：課題類型：畢業(yè)論文。課題來源：生產(chǎn)實(shí)際。2課題研究的目的及意義：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)雜儲層。在鉆井過程中遇到頁巖地層時(shí)，其水化膨脹

2、、分散導(dǎo)致的井壁失穩(wěn)、鉆頭泥包和井眼凈化等一系列問題，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)階段使用的鉆井液抑制劑大都能滿足解決鉆井過程中頁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，國家對環(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)，又稱胺基鉆井液(Amine based mud)是目前發(fā)展比較好的，聚胺

3、類頁巖抑制劑是胺基鉆井液的重要組分之一，在抑制泥頁巖水化膨脹、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子量大以及氨基形成的陽離子導(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巖抑制劑成為目前發(fā)展的趨勢。為了解決這一難題，本實(shí)驗(yàn)對聚胺抑制劑進(jìn)行了研究，力圖通過復(fù)配優(yōu)選出幾種聚胺抑制劑，對比它們的抑制效果，從而優(yōu)選出高效的聚胺抑制劑。3參考文獻(xiàn)

4、1 周建國, 高連星, 薛玉志. 甲基葡萄糖苷的合成及在鉆井液中的應(yīng)用J. 精細(xì)石油化工進(jìn). 2005, 6(8).2 張琰, 陳鑄. 新型抑制性鉆井液的研究J. 地質(zhì)與勘探, 2000, 36(2).3 Walter J.Weiss, Wilbur L.Hall, Richard H.Graves. Shale Controlling Drilling Fluids, Section II-Paper 9, 1959.4 屈沉治，賴曉晴，楊宇平.含胺優(yōu)質(zhì)水.基鉆井液研究進(jìn)展J一鉆井液與完井液，2009,26(3):73-75.5 王中華.頁巖氣水平井鉆井液技術(shù)難點(diǎn)及選用原則J中外能源，201

5、2 ,17(4) :43-47.6 魯嬌，方向晨，王安杰，張喜文，黎元生國外聚胺類鉆井液用頁巖抑制劑開發(fā)J大連理工大學(xué)化工學(xué)院，遼寧大連116024; 2.撫順石油化工研究院，遼寧撫順113001，2012，32(4);1-3.7 魯嬌，方向晨等國外聚胺類鉆井液用頁巖抑制劑開發(fā)J.現(xiàn)代化工，2012,32(4) :1-5.8 邱正松,鐘漢毅,黃維安新型聚胺頁巖抑制劑特性及作用機(jī)理J.石油學(xué)報(bào)，2011，32(4):1-4.9 陳楠,張喜文,王中華,楊超,魯嬌新型聚胺抑制劑的實(shí)驗(yàn)室研究J. 當(dāng)代化工，2012,41(2):121-122.11 鐘漢毅，邱正松，黃維安等胺類頁巖抑制劑特點(diǎn)及研究進(jìn)展

6、J石油鉆探技術(shù)，2010，38(1):104-108.12 邱正松，鐘漢毅，黃維安新型聚胺頁巖抑制劑特性及作用機(jī)理J.石油學(xué)報(bào)，2011,32(4):678-680.13 徐加放，邱正松，呂開河泥頁巖水俗力學(xué)禍合模擬實(shí)驗(yàn)裝置與壓力傳遞實(shí)驗(yàn)新技術(shù)J.石油學(xué)報(bào)，2005, 26( 6):115-118.主要研究內(nèi)容、重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路 14 邱正松，徐加放，呂開河等.“多元協(xié)同”穩(wěn)定井壁新理論J.石油學(xué)報(bào)，2007, 28( 2):117-119.15 鐘漢毅，邱正松，黃維安等聚胺水基鉆井液特性實(shí)驗(yàn)評價(jià)J.石油化學(xué)，2010，27(2):119-123.16 許明標(biāo)，張春陽，徐博韜，劉剛

7、一種新型高性能聚胺聚合物鉆井液的研制J. 天然氣工業(yè)，2008，28(12):51-52.17 王生維，陳鐘惠.煤儲層孔隙、裂隙系統(tǒng)研究進(jìn)展J.地質(zhì)科技情報(bào)，1995，14(1):53-58.18 楊小華.國內(nèi)近5年鉆井液處理劑研究與應(yīng)用進(jìn)展J.油田化學(xué)，2009，26(2):210-217.19 夏儉英.鉆井液有機(jī)處理劑M.北京:石油大學(xué)出版利，1991.20 王薦，舒福昌吳彬強(qiáng)抑制聚胺鉆井液體系室內(nèi)研究J. 油田化學(xué), 2007,24(4).21 儲政，國內(nèi)聚胺類頁巖抑制劑研究進(jìn)展J. 化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù),2012,33(2).22 趙麗紅，劉溫霞，何北海膨潤土的有機(jī)改性及吸附性能研究J.

8、中國造紙，2006，25( 12):13-18.4國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向4.1 國內(nèi)現(xiàn)狀與研究方向一般頁巖地層很容易坍塌，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，國內(nèi)外對于頁巖抑制劑已經(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，例如瀝青類的抑制劑、聚合醇類的抑制劑、聚合鋁類、聚胺類、烷基葡萄苷類等，以及各類處理劑之間的復(fù)配

9、技術(shù)，特別是與無機(jī)鹽處理劑的復(fù)配使用，也得到了很好的發(fā)展與應(yīng)用。頁巖抑制、環(huán)境保護(hù)一直是鉆井液性能研究的重要課題。至今，油基鉆井液等逆乳化體系在一些需要強(qiáng)抑制性的大斜度井及深井中仍被認(rèn)為是最好的體系。4.2 國外的發(fā)展情況然而高成本和環(huán)境保護(hù)問題限制了其應(yīng)用，國外許多公司都在研究高性能水基鉆井液體系來替代油基鉆井液。含胺優(yōu)質(zhì)水基鉆井液是近年來提出的符合現(xiàn)代鉆井要求的高性能水基鉆井液，如貝克休斯研發(fā)的體系，這種水基鉆井液具備油基鉆井液優(yōu)異的抑制性和潤滑性，鉆井作業(yè)產(chǎn)鉆屑可直接排放入海，完鉆后鉆井液可回收再使用，大大降低了鉆井成本。 當(dāng)前，美國貝克體斯、MI SWACO、哈里伯頓、亨邁斯石化，加拿

10、大INNOVATIVE化工等公司均己開發(fā)研制了系列聚胺類抑制劑，配制的高性能水基鉆井液己在美國、巴林、墨西哥灣、英國北海、巴西、利比亞、澳大利亞、土耳其黑海、亞洲東南部和沙特阿拉伯等地區(qū)進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，均取得了良好的效果。 貝克體斯公司開發(fā)的以聚胺為頁巖抑制劑的高性能水基鉆井液己被廣泛應(yīng)用于各種鉆井，如陸上鉆井、大陸架鉆井、海上深水鉆井等，己分別在美國墨西哥灣、阿拉伯海灣、巴林陸上油田進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)。該鉆井液可有效穩(wěn)定頁巖，提高巖屑整體性和機(jī)械鉆速，減小阻力，且利于環(huán)保。4.3 泥頁巖層抑制劑的發(fā)展方向與趨勢隨著油氣勘探領(lǐng)域的發(fā)展，深井、超深井、海洋井及復(fù)雜地段井的出現(xiàn)，在鉆探過程中遇到泥頁巖地

11、層時(shí)，泥頁巖的水化膨脹、分散將導(dǎo)致井壁失穩(wěn)、鉆頭泥包和井眼凈化等一系列問題，增加了鉆井難度，并對鉆井液體系特別是頁巖抑制劑提出了更高的要求。常用的頁巖抑制劑主要有聚合物類無機(jī)鹽類、瀝青類和腐植酸類等，這些頁巖制劑均各自存在一些不足，如瀝青類不利于保護(hù)環(huán)境，硅酸鹽會使體系流變性難以調(diào)控，糖昔類、聚乙二醇類不能解決活性泥頁巖的鉆井問題。近年來，高性能水基鉆井液(HPWBM)，又稱胺基鉆井液(Amine based mud)在國外應(yīng)用較廣。相比傳統(tǒng)的油基鉆井液，胺基鉆井液因其具有環(huán)保、成本低、性能良好等特性成為世界各國石油研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。聚胺類頁巖抑制劑是胺基鉆井液的重要組分之一，在抑制泥頁巖水化

12、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。5主要研究內(nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路1.主要研究內(nèi)容：設(shè)計(jì)聚胺頁巖抑制劑的合成及性能測定的合理方案，篩選出最佳的鉆井液頁巖抑制劑。2.研究的關(guān)鍵問題：鉆井現(xiàn)場使用的聚胺抑制劑由于分子量以及陽離子度過大等原因出現(xiàn)了鉆井液的流變性受到影響，增大了鉆井液的粘度和濾失量。確保鉆井液的流變性能不受影響，解決聚胺抑制劑的增粘，增濾失性的缺點(diǎn)，尋找出最佳防塌頁巖抑制劑。3.解決思路：查閱文獻(xiàn)，確定聚胺抑制劑的評價(jià)試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，篩選出分子量和陽離子數(shù)量在合理范圍內(nèi)聚胺抑制劑，篩選出最佳產(chǎn)品的最佳性能。4.性能評價(jià)：線性膨脹率，體積膨脹率，表觀粘度率，鉆屑滾動回收率。6完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所必需具備的工作條件1.書籍文獻(xiàn)：有鉆井液工藝學(xué)、油田化學(xué)以及聚胺抑制劑相關(guān)文獻(xiàn)；2.儀器：電子分析天平、圧土機(jī)、壓力表、膨脹腔、燒杯、玻璃棒、普通濾紙，六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)、API慮失儀、HTHP慮失儀、密度計(jì)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器；3.藥品：聚胺抑制劑的相關(guān)單體或試劑等若干試劑以及相關(guān)比對的抑制劑若干等7工作的主要階段、進(jìn)度與時(shí)間安排1：2014年11月7日2015年1月17日：查閱查