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本论文主要以多胺为原料,合成多羟基小分子胺,采用防膨实验、缩膨实验、线性膨胀率以及粘土水化实验对所合成的产物在油田水基工作液中的应用效果进行评价并筛选出适宜的抑制剂,通过热重分析、激光粒度分析、扫描电镜、红外光谱及Zeta电位等分析方法探究其抑制机理。(1)乙二胺与环氧丙醇摩尔比为1:3,反应介质为丙酮,即产物EGP-2,浓度为0.3%时对粘土水化膨胀的抑制效果最佳。防膨实验与缩膨实验结果表明:0.3%EGP-2防膨率与缩膨率是最高的,对粘土抑制性最强;将定量粘土加入不同浓度EGP-2水溶液后,粘土膨胀体积均显著减小,耐水洗率得到显著提高;线性膨胀率测试结果进一步验证了之前的结论,在0.3%EGP-2水溶液中,线性膨胀率低至26.98%,该产物对粘土具有良好的抑制性能。在水基钻井液中加入EGP-2,有效改善了各类钻井液的流变性能参数,降低滤失量,增强钻井液对岩屑的悬浮力,EGP-2与CMC、复合胶粉、改性淀粉以及KD-03具有良好的配伍性;压裂液性能评价实验表明,合成产物EGP-2在压裂液中性能优良,压裂液与EGP-2混合后,混合液对粘土的膨胀率均有了明显的降低,进一步增强了瓜胶胶液的抑制性。(2)乙二胺与环氧氯丙烷摩尔比为1:1,反应介质为K2CO3溶液,即产物EEP-1,浓度为1.0%时对粘土水化膨胀的抑制效果最佳。防膨实验与缩膨实验结果表明:1.0%EEP-1的防膨率与缩膨率是最高的,对粘土抑制性最强;将定量粘土加入不同浓度EEP-1水溶液中,粘土膨胀体积均显著减小,耐水洗率得到显著提高,具有良好的抑制性能;在水基钻井液中加入EEP-1,有效改善了各类钻井液的流变性能参数,1.0%EEP-1与CMC、复合胶粉、改性淀粉以及KD-03具有良好的配伍性。(3)杂胺与磷酸质量比为1:3,即产物HS-1,浓度为0.1%时对粘土水化膨胀的抑制效果最佳。防膨实验,缩膨实验以及线性膨胀实验结果表明:0.1%HS-1对粘土的防膨率为72.97%,缩膨率为54.50%,线性膨胀率为27.30%,与4.0%KCl的作用效能相近,对粘土的水化膨胀分散显示出良好的抑制作用;在水基钻井液中加入HS-1,有效改善了各类钻井液的流变性能参数,0.1%HS-1与CMC、复合胶粉、改性淀粉以及KD-03具有良好的配伍性。(4)二乙烯三胺与磷酸为原料,摩尔比为3:3(即1:1),所得产物DP-3的添加浓度为0.2%时对粘土水化膨胀的抑制效果最佳。防膨率和缩膨率的实验结果表明:0.2%DP-3对粘土的水化分散均具有较好抑制性;120min时0.2%DP-3的线性膨胀率最低,是4.0%KCl膨胀率的21.87%;耐水洗实验结果表明:在0.2%DP-3水溶液中粘土膨胀体积均显著减小,耐水洗率得到显著提高。(5)抑制机理探究试验结果表明:合成的抑制剂具有多羟基小分子的结构,在粘土表面提供了多个吸附位点,增强了抑制剂在粘土表面的吸附性,主要通过静电吸附、氢键作用、锚固作用以及疏水作用等实现对粘土的束缚,从而有效抑制粘土的水化分散膨胀,对粘土表现出良好的抑制性。小分子铵类粘土抑制剂在水中易产生铵基阳离子,吸附于粘土表面中和粘土表面的负电性,或者附着于粘土晶层间,降低晶层间与表面的带电性,通过压缩粘土表面的扩散双电层厚度,减小粘土表面的Zeta电位而起作用,其间斥力相对减小,实现抑制粘土水化分散效果。