一种新型双季铵盐页岩抑制剂的制备及其作用机理

摘要

为提升聚醚胺(polyether amine,PEA)抑制剂的抑制效果,利用季铵化反应制备了新型双季铵盐页岩抑制剂——SJAY。采用红外光谱测试对其分子结构进行表征,通过线性膨胀实验、滚动分散实验对其水化抑制性进行评价,利用Zeta电位、黏土粒径分布、表面张力、黏土润湿性、黏土层间距等测试对其水化抑制机理进行分析。结果表明:SJAY水化抑制性能优于氯化钾(KCl)、聚合醇(polymeric alcohol,PMA)和PEA抑制剂,1%SJAY可将膨润土的膨胀量由9.35 mm降低至4.67 mm,使泥页岩的回收率由9.37%提升至75.29%;SJAY能够中和黏土表面的负电荷,插入黏土层间,吸附在黏土表面使其更加疏水,大幅降低水基流体的表面张力,从而有效抑制泥页岩的水化膨胀和分散。现场应用效果表明,L-2井在二开井段顺利钻进,未发生井壁掉块等井壁失稳问题,井径扩大率显著降低,SJAY能够满足钻进泥页岩地层时对水化抑制性的要求。