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本科毕业论文高温粘土稳定剂的研究学生姓名：张建鹏学号：09032426专业班级：应用化学09-4班指导教师：吴伟2013年6月15日中国石油大学（华东）本科毕业论文高温粘土稳定剂的研究摘要我国具有丰富的稠油资源，开采量逐年增加。目前主要通过注蒸汽热采法开采稠油。粘土矿物在高温高压下会膨胀、分散、运移，从而堵塞地层孔隙结构的喉部，因此需要开发耐高温型的粘土稳定剂。本文以阳离子单体A为反应单体，用D作为引发剂，C为助剂，在不同条件下合成了高温粘土稳定剂B（PA）。然后通过测定其防膨率优化反应条件。同时将高温粘土稳定剂B与无机粘土防膨剂KCl复配后进行了评价，这样既能节约成本，又能得到更好的粘土稳定效果。关键词：粘土稳定剂；PA；均聚；防膨率中国石油大学（华东）本科毕业论文ResearchonhightemperatureresistantclaystabilizerAbstractInourcountry,heavyoilresourceisabundant,andthequantityofexploitationisincreasingyearbyyear.Atpresent,themainmethodofheavyoilproductionisthermalproductionthroughsteaminjection.Theclaymineral,whichcanswell,disperseandmigrateundertheconditionofhightemperatureandhighpressure,willblockthethroatofformationporestructure.Thusit’snecessarytodevelophightemperatureresistantclaystabilizer.Here,A,DandCwereusedasreactivemonomer,initiatorandpromoterrespectively.HightemperatureresistantclaystabilizerB(PA)wassynthesizedunderdifferentreactionconditions.Thenoptimizereactionconditionsbymeasuringtherateofanti-swelling.Simultaneously,wegetanewproductionthroughformulatinghightemperatureresistantclaystabilizerBwithinorganicclaystabilizerKClandevaluateit.Itsavescostandhasbetterclaystabilizingeffect.Keywords：ClayStabilizer；PA；Homopolymer；RateofAnti-swelling中国石油大学（华东）本科毕业论文目录第1章引言..............................................................11.1概述...............................................................11.2粘土矿物的认识.....................................................11.2.1粘土矿物的基本构造............................................11.2.2粘土矿物......................................................21.2.3粘土矿物的性质................................................41.3粘土稳定剂的发展...................................................61.3.1无机盐类......................................................61.3.2无机酸类......................................................61.3.3无机阳离子聚合物..............................................71.3.4阳离子表面活性剂..............................................71.3.5有机阳离子聚合物..............................................81.3.6有机硅烷和有机硅烷酯..........................................81.3.7胶质和沥青质..................................................81.3.8复配型粘土稳定剂..............................................91.4粘土稳定剂的防膨机理...............................................91.4.1无机盐类粘土稳定剂的防膨机理..................................91.4.2季铵盐阳离子聚合物粘土稳定剂的防膨机理........................91.4.3季铵盐阳离子表面活性剂粘土稳定剂的防膨机理....................91.5高温粘土稳定剂....................................................101.6发展与展望........................................................10第2章实验部分.........................................................112.1实验试剂..........................................................112.2仪器与设备........................................................112.3PA的制备.........................................................122.3.1方法1.......................................................122.3.2方法2.......................................................122.3.3反应机理.....................................................12中国石油大学（华东）本科毕业论文2.4防膨率的测定......................................................122.4.1粘土的制备...................................................122.4.2离心法测防膨率...............................................122.5耐水洗率的测定....................................................132.6PA的防膨机理.....................................................132.7PA与KCl复配.....................................................142.8PA粘度的测定.....................................................142.8.1测定原理.....................................................142.8.2实验方法.....................................................15第3章结果与讨论.......................................................173.1筛选合成方法......................................................173.2最佳合成单体浓度的确定............................................173.3最佳合成引发剂用量的确定..........................................183.4最佳合成引发温度的确定............................................203.5最佳合成时间的确定................................................203.6PA的耐水洗试验...................................................203.7PA的红外谱图分析.................................................213.8PA与KCl复配最佳条件的筛选.......................................223.9PA的高温防膨效果.................................................22第4章结论.............................................................23致谢...................................................................24参考文献.................................................................25第1章引言1第1章引言1.1概述在石油勘探与开发的生产作业过程中，如：钻井、完井、射孔试油、酸化、压裂、修井、注水、采油、提高采收率等，主要面临的问题就是水敏、酸敏、碱敏、压力敏、速敏等一系列的问题，而这些问题都与油气层中的粘土矿物有着密不可分的联系。而这些损害的机理与程度都关键取决于油气层中粘土矿物的类型、含量等。在油田开发过程中若采取不当的措施，粘土矿物就会发生膨胀、分散和运移，进而导致地层的渗透率下降，油气产量降低。粘土吸水膨胀会导致地层孔道堵塞；粘土颗粒运移过程中，粘土颗粒会在毛细管的孔隙喉道处形成桥阻或节流点，这样地层渗透率会急剧下降[1,2]。即使在无膨胀型粘土矿物的地层中，因为石英微粒和非膨胀型粘土矿物颗粒的运移，对油田的生产业造成一定的损害，可使原油产量降低70%以上。由此可见，粘土矿物造成的油层损害时相当严重的，必须高度重视。为了抑制或降低粘土矿物对油气层造成的损害，从二十世纪二十年代开始发展，至今已经研制出了一系列粘土稳定剂。而首要任务是研究优质高效的粘土稳定剂以提高油田产量、保证油田稳产。我国开展粘土稳定剂的研究相对晚一些，上世纪八十年代开始，我们国家开始重视油层保护的问题，粘土稳定剂的研制工作有了迅猛的发展。粘土稳定剂按化学组成可分为四个类别，即无机盐类，无机多核聚合物类，阳离子表面活性剂类和阳离子聚合物类[3]。1.2粘土矿物