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石油钻探过程中,随着特殊井、超深井和复杂井数量的增多,钻遇地层日趋复杂,常由于温度升高、固相含量增加、盐侵、钙侵或处理剂失效等原因,使钻井液粘度、切力增加,造成流动阻力过大、能耗过高、卡钻等问题。因此,降粘剂是钻井过程中不可缺少的钻井液处理剂,它对调节钻井液流变性起着非常重要的作用。碱木素是造纸工业的副产物,产量大,利用率低,多被焚烧或直接排入江河湖海,造成严重的环境污染和资源浪费。因碱木素分子结构中含有各种官能团,可以对其进行化学改性来提高其应用性能。碱木素的改性和应用具有废物资源化利用和环境保护的双重意义。本论文通过对工业碱木素的改性,制备出了环保型钻井液降粘剂-磺化木素胺(LSN)。采用胶体化学方法研究了LSN与蒙脱土间的相互作用,考察了LSN的降粘性能,并基于上述实验结果,对LSN的降粘机理进行了推断。论文的主要研究内容包括：1.磺化木素胺LSN的合成及表征通过先胺化后磺甲基化的方法,以碱法制浆的副产物碱木素为原料,合成出了产物磺化木素胺LSN。即先利用曼尼希反应,以甲醛和二乙烯三胺为改性试剂,在碱木素分子中引入胺基,制备出中间体木素胺,之后再进行磺甲基化反应,合成出改性产物LSN。通过溶解性的变化、红外光谱和元素分析等手段证明了LSN的分子结构中存在胺基和磺酸基团,改性实验可行；通过表面张力曲线和起泡性实验,表征了LSN的基本物化性能；采用稀释外推法测定了磺化木素胺的特性粘度,并求得了磺化木素胺的近似分子量,为8.72x104。2.LSN与蒙脱土相互作用的研究本论文通过吸附、zeta电势以及流变学表征手段,研究了LSN与蒙脱土之间的相互作用。LSN在蒙脱土上的吸附为L型吸附,吸附量随LSN浓度的增加而增大,蒙脱土颗粒的zeta电势绝对值也相应增加,最终达到平衡。吸附的主要驱动力是LSN中的胺基与蒙脱土上的氧原子和羟基之间的氢键作用,以及部分质子化的胺基与蒙脱土颗粒的静电吸引。吸附动力学曲线表明LSN在蒙脱土上的吸附量随时间的延长而增加,在30min以内即可达到吸附平衡；温度对饱和吸附量几乎不产生影响,而pH值对吸附行为的影响较大,随着pH值的升高,吸附量减小；加入NaCl和CaCl2均能增加LSN的饱和吸附量。3.LSN在不同基浆中的降粘性能评价通过测定基浆的流变学参数对磺化木素胺LSN的降粘效果进行了评价。结果表明LSN能显著降低淡水基浆的表观粘度和动切力,并且具有较好的抗高温,抗盐污染能力和良好的控制能力。同时,LSN在未水化分散蒙脱土表面的吸附能够抑制蒙脱土的水化分散,从而降低体系的粘度。