以下是泥浆助剂-抑制剂的一些新技术:
1. 分子结构改性技术
引入大体积基团:通过在聚羧酸减水剂(PCEs)分子中接枝具有较大位阻效应的基团,如β-环糊精、雪花形基团等,可以有效抑制粘土矿物的化学吸附,从而提高泥浆的抗泥性能。例如,Xun等用β-环糊精制备出单乙烯基β-CD单体,并与丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(MAS)、三聚乙二醇(TPEG)共聚,得到含β-CD基团的新型PCEs,其抗泥性显著优于传统PCEs。
引入两性基团:在聚羧酸减水剂合成中引入含有酰胺、季铵盐基团的阳离子单体,制备出两性聚羧酸减水剂。这种减水剂对粘土具有更好的耐受性,能有效抑制粘土的副作用。
2. 天然深共晶溶剂(NADES)技术
- 近年来,NADES作为一种环保型抑制剂被引入钻井液中。例如,柠檬酸和甘油配制的NADES在钻井液中表现出良好的页岩抑制效果。研究显示,3%浓度的NADES可将泥饼厚度减少26%,滤液体积减少30.1%,并实现49.14%的溶胀抑制。这种技术不仅环保,还具有较高的经济效益。
3. 复配助剂技术
有机类助剂:通过加入特定的有机助剂,如阳离子型、阴离子型或非离子型化合物,可以与粘土矿物形成竞争吸附,从而抑制粘土对泥浆体系的副作用。
综合抑制剂体系:结合多种抑制剂的优点,如聚胺抑制剂和甲基葡萄糖苷(MEG),可显著提高泥浆的抑制性和润滑性。例如,一种优化的泥浆体系通过加入聚胺抑制剂NH-1和甲基葡萄糖苷MEG,实现了97.6%的页岩回收率和10.13%的膨胀率。
4. 阳离子聚合物抑制剂
- 阳离子聚合物通过官能团改造,具有强抑制和包被作用,能够有效抑制泥页岩的水化膨胀。这种抑制剂在钻井液中表现出良好的抑制效果和稳定性。
5. 环保型抑制剂的发展
- 随着环保要求的提高,一些传统抑制剂(如咪唑基离子液体)因毒性大、不可降解等问题逐渐被替代。新型的环保型抑制剂,如NADES和天然植物提取物,成为研究热点。
这些新技术在提高泥浆性能、降低施工风险以及环保方面表现出显著优势,具有广阔的应用前景。
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