阳离子乳化沥青的研制与性能评价研究

发布时间：2017-09-22 11:43

  本文关键词：阳离子乳化沥青的研制与性能评价研究

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【摘要】：阳离子乳化沥青在钻井行业通常作为抑制剂和降滤失剂,可以改善泥饼质量并且渗入地层可与地层黏土相作用,抑制黏土水化膨胀。阳离子类沥青处理剂在室内研究中被证实可以减小岩层污染,并且已在新疆、吉林等地得到一定的应用。目前,对阳离子乳化沥青的制备研究主要针对于道路、建筑施工等,针对钻井施工使用的阳离子乳化沥青研究较少。通常乳化沥青的制备都是使用胶体磨等设备进行制备,能耗大、投入高。本文运用相转变法制备沥青乳液,制备出了乳液粒径在4μm以下、分布均匀的阳离子乳化沥青,并对其工作性能进行了验证。本文进行了大量的对比验证实验,主要针对于优化沥青乳化工艺、表面活性剂复配方案和优选乳化沥青进行了实验。确定了几个结论:1、实验使用的沥青在实验室条件下,乳化温度为90℃乳化效果最好。2、使用单一的表面活性剂,对沥青的乳化能力不如复配表面活性剂好。3、对于实验所用的沥青,复配表面活性剂的HLB值在12.325左右乳化效果最好。4、在沥青与水的比例为2:25时,得到的乳化沥青比1:50的乳化沥青粒径分布和稳定性都要好。5、反相乳化法是一种工艺简单、能耗低的乳化沥青的方法,并且可以制备50%粒径在4μm以下的阳离子乳化沥青。6、通过将乳化沥青加入钻井液中进行验证,非离子乳化沥青不能起到降低钻井液的滤失量和抑制黏土膨胀额作用。7、在非离子乳化沥青中加入阳离子表面活性剂,就可制备出阳离子乳化沥青,并且阳离子乳化沥青比非离子乳化沥青对提高钻井液降滤失性和抑制性有更好的效果。8、综合乳化效果、稳定性和对钻井液的实际作用等方面,最终优选出了油剂比为1:1,油水比为2:25,表面活性剂复配比例为Span80:Tween80:OP-10=1:2:1,并使用CTAB进行正电性转化的阳离子乳化沥青,实验证明,此种阳离子乳化沥青对钻井液流变性影响较小,可以起到降滤失和抑制黏土膨胀的作用。
【关键词】：乳化沥青 阳离子 表面活性剂 钻井液
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE254
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 创新点摘要6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 乳状液简述9
• 1.1.1 乳状液的概念9
• 1.1.2 乳状液的类型9
• 1.1.3 乳状液的应用9
• 1.2 乳化沥青简述9-10
• 1.3 乳化沥青的研究和应用进展10-11
• 1.4 阳离子乳化沥青的制备原理11-14
• 1.4.1 表面活性剂的简介11-12
• 1.4.2 阳离子乳化沥青的制备原理12-14
• 1.5 立题思想及研究意义14-15
• 第二章 非离子乳化沥青的研制15-30
• 2.1 实验仪器与药品15
• 2.1.1 主要实验设备与仪器15
• 2.1.2 主要实验试剂及其简介15
• 2.2 乳化温度对乳化沥青制备的影响实验研究15-19
• 2.2.1 实验方法16
• 2.2.2 实验结果与分析16-19
• 2.3 表面活性剂配方优选实验19-25
• 2.3.1 单一表面活性剂乳化实验19-20
• 2.3.2 Span80和Tween80复配乳化实验20-22
• 2.3.3 Span80与OP-10复配乳化实验22-23
• 2.3.4 Span80、Tween80与OP-10复配乳化实验23-25
• 2.4 油剂比对乳化沥青制备的影响实验研究25-27
• 2.4.1 油剂比为 2:1 制备乳化沥青25-26
• 2.4.2 油剂比为 1:1 制备乳化沥青26-27
• 2.4.3 油剂比为 2:3 制备乳化沥青27
• 2.5 油水比对乳化沥青制备的影响实验研究27-29
• 2.5.1 油水比为 2:75制备乳化沥青28
• 2.5.2 油水比为 1:25制备乳化沥青28-29
• 2.5.3 油水比为 2:25制备乳化沥青29
• 2.6 本章小结29-30
• 第三章 阳离子乳化沥青的研制30-35
• 3.1 实验仪器与药品30
• 3.1.1 主要实验设备与仪器30
• 3.1.2 主要实验试剂30
• 3.2 阳离子乳化沥青制备实验30-32
• 3.2.1 Span80、Tween80和CTAB复配乳化实验30-31
• 3.2.2 Span80、Tween80、OP-10和CTAB复配乳化实验31-32
• 3.3 高浓度阳离子乳化沥青的制备32-34
• 3.3.1 Span80、Tween80和CTAB复配实验33
• 3.3.2 Span80、Tween80、OP-10和CTAB复配实验33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 非离子乳化沥青与阳离子乳化沥青性能研究与评价35-46
• 4.1 乳化沥青性能研究方法35-38
• 4.1.1 实验仪器和设备35
• 4.1.2 实验基浆的配制35
• 4.1.3 钻井液流变性测定方法35-36
• 4.1.4 钻井液滤失量测定方法36-38
• 4.1.5 钻井液抑制性测定方法38
• 4.2 非离子乳化沥青的使用性能研究38-42
• 4.2.1 加水量对钻井液各参数的影响39
• 4.2.2 非离子乳化沥青对钻井液流变性的影响39-40
• 4.2.3 非离子乳化沥青对钻井液滤失量的影响40-41
• 4.2.4 非离子乳化沥青对钻井液抑制性的影响41-42
• 4.3 阳离子乳化沥青的使用性能研究42-45
• 4.3.1 阳离子乳化沥青对钻井液流变性的影响42-43
• 4.3.2 阳离子乳化沥青对钻井液滤失量的影响43-44
• 4.3.3 阳离子乳化沥青对钻井液抑制性的影响44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 结论46-47
• 参考文献47-50
• 发表文章目录50-51
• 致谢51-52

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本文编号：900654