粘土稳定剂

ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｒｎ　２０１０年第９期　

第３７卷总第２０９期　

聚环氧氯丙烷一二甲胺粘土稳定剂合成　

及其防膨性能评价　

尚蕴果，蒋守礼，狄亮　

（新疆轻工职业技术学院化学工程系，新疆乌鲁木齐８３００２１）　

［摘要】文章采用环氧氯丙烷和二甲胺为原料，采用交联聚合法进行聚合，合成了聚环氧氯丙烷一二甲胺粘土稳定剂，探讨了合成条件并评　

价了粘土稳定剂的防膨性能。确定聚环氧氯丙烷一二甲胺的最佳合成条件为：反应温度７０℃，反应时间５　ｈ以上，”阳：氧氯丙烷）：　（二甲胺　１．５：　

１，ｎ（乙二胺）：Ｈ（环氧氯丙烷＋二甲胺）＝３％。该粘土稳定剂防止粘土膨胀性能良好，防膨率达到９０．３％。　【关键词】聚环氧氯丙烷一二甲胺；环氧氯丙烷；粘土稳定剂；防膨率　［中图分类号］ＴＱ　［文献标识ＮＩＡ　［文章编号］１００７．１　８６５（２０１０）０９．００６０．０３　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ａｎｄ　Ｃｌａｙ　Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐｏｌｙ　ＥｐｉｃｈｌＯｒ０ｈｙｄｒｉｎ—　

Ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ　

Ｓｈａｎｇ　Ｙｕｎｇｕｏ，Ｊｉａｎｇ　Ｓｈｏｕｌｉ，Ｄｉ　Ｌｉａｎｇ　

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉｎｊ　ｉａｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｌｉｇｈｔ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｕｒｕｍｑｉ　８３００２　１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ，Ｃｌａｙ　ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ　ｏｆ　ｐｏｌｙ　ｅｐｉｃｈ１Ｏｒｏｈｙｄｒｉｎ—ｄｉｍｃｔｈｙｌａｍｉｎｅ　ｗｅｒｅ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ　ｗｉｔｈ　ｃｐｉｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒｉｎ　ａｎｄ　ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ　Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ　ｏｆｐｏｌｙ　ｅｐｉｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒｉｎ—ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆｐｏｌｙ　ｅｐｉｃｈｌｏｒｏｈｙｄｒｉｎ—ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｅ　ａｓ　

广东建材２０１６年第２期　材料研究与应用　

粘土稳定剂的研究进展　

邓俊强黎凡　

（广东省建筑材料研究院）　

【摘　要】本文对主要的粘土稳定剂进行分类介绍，综述了各种粘土稳定剂的作用机理及优缺点，　简要介绍它们的常规合成方法和最新研究成果，对粘土稳定剂未来的发展方向进行了探讨。　【关键词】粘土稳定剂；无机多核聚合物；有机阳离子聚合物；阳离子表面活性剂；两性离子粘土稳　定剂　

１粘土稳定剂的种类　

粘土稳定剂是一种能有效吸附在粘土表面，防止其　

水化膨胀及分散运移的外加剂。主要分为无机盐类、无　

机多核聚合物类、阳离子表面活性、阳离子表面活性剂、　两性离子粘土稳定剂、有机阳离子聚合物类几种。　

１．１无机盐类　

无机盐是二十世纪五六十年代常使用的粘土稳定　

剂，主要有ＫＣ１、ＣａＣｌ２、ＭｇＣｌ２、Ｎｉｌ４Ｃ１、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）２等。其　中钾盐的防膨效果最好，原因是Ｉ（＿直径略小于粘土表　

面氧原子围成的空隙，进入以后不容易脱出，可以有效　

中和其负电荷。该类粘土稳定剂廉价易得，使用方便，不　过有效期短，在低浓度时效果不明显。当使用环境发生　

变化时，该类稳定剂会重新发生离子交换，使得粘土再　次转换为可分散形式，使用上具有相当大程度的局限　

性。　１．２无机多核聚合物　

二十世纪七十年代期间，无机多核聚合物粘土稳定　剂崭露头角。无机多核聚合物粘土稳定剂是指３价或３　

价以上的金属离子在一定条件下生成多核羟桥络离子　的一类聚合物，主要有氯化羟铝（图１），氯化羟锆等。　

这种络离子具有与粘土类似的结构和较高的正电价，结　

构与粘土相似，能紧密吸附在带负电荷的粘土表面，有　

好，建议在选择橡胶沥青时，要因地制宜，根据当地的环　境和使用目的选择合适的基质沥青。根据本文的研究需　要采用４０目的废旧橡胶粉做为胶粉，采用７０＃Ａ级的道　路石油沥青做为基质沥青。　

４结语　

根据上述的试验结果，确定橡胶沥青的配方是基质　沥青（７０＃Ａ级的道路石油沥青）：橡胶粉（４０目）＝７５：２５。　采用该配方对橡胶沥青的主要技术性能进行检验，见表　５，其主要技术指标满足《橡胶沥青及混合料设计施工技　

黏土稳定剂（液体和固体）

产品概述 该产品是由小分子量有机阳离子型聚合物和多种助剂复合而成。所含高分子有机阳离子聚合物的分子链节中含有多个阳离子基团， 能以网络形式强力吸附在粘土的交换点上, 并通过分子间力和氢键力等作用吸附在粘土表面上，具有明显防止低渗储层中水敏性矿物水化膨胀和分散运移对油气层造成的伤害。该产品具有适用范围广、用法简单、用量少、抗酸、盐液和油水冲刷等特点，广泛适用于低渗水敏油藏注水防膨及活性水、射孔液、酸化液等入井工作液体防膨。

产品用途

主要在注入水、活性水、射孔液、酸化液等入井工作液体中添加。

产品用量及使用方法

1、本产品用量1－2％，用户也可根据需要确定用量。

2、按设计粘土稳定剂用量，在搅拌的条件下，缓慢加入本产品，搅拌均匀后即可使用。

包装及贮运

用塑料桶包装，净重250㎏。贮存于阴凉、干燥处，有效期二年。 本品为非危险品，运输中按一般液体对待。

２２　油气田地面工程第２７卷第９期（２００８．９）　

萨零组低渗透储层粘土稳定剂性能评价　

张光明　覃生高　杨大刚　张雪冰　（１．大庆石油学院；２．吉林大学地质学院）　

摘要：针对萨零组低渗透油层强水敏特　征，用多种方法系统评价了表征粘土稳定剂　性能的岩心伤害率、防膨率、晶格间距、吸　附量、溶失率、配伍性、有效物含量等七项　指标，形成了一套完整的筛选评价粘土稳定　剂性能指标的方法体系。所优选出的氯化钾　型粘土稳定剂ＤＮＴ一０１４具有良好的性能，　在矿场防膨压裂及添加防膨剂水驱试验中取　得了很好的应用效果，检验了该方法体系的　有效性。　关键词：低渗透；粘土稳定剂；防膨　率；吸附量　１　前言　强水敏低渗透储层注水开发过程中，外来流体　与储层环境不配伍引发多种形式的地层损害，造成　储层渗流阻力增加、油井产能和水井吸水能力下　降。近些年来，针对低渗透储层敏感性及储层保护　进行了大量研究，研制出了一系列抑制粘土矿物膨　

分级荷载或弯矩相对应的每个单元内外力平衡和变　形协调条件，从而可确定各分段中点截面弹性区的　分布范围ｌｌｊ。　（３）计算截面的几何性质。确定与上述分级荷　载或弯矩对应的每分段中点截面弹性区　一　的Ｉ　、　Ｉ　．、Ｉ　、Ｉ　和剪心矩Ｙ。及Ｗａｇｎｅｒ效应系数Ｋ。　（４）建立分段的平衡方程，形成诸分段的线性　代数方程。用有限差分法或有限积分法求解非均匀　受弯构件弹塑性弯扭屈曲临界弯矩时，需建立各分　段含有弯矩和变形或其高阶导数的平衡方程。　绕７７轴　ＥＩ　ｕ＋Ｍ】　一０　（５）　再微分两次可得　［Ｅ，　Ｕ］　＋［Ｍ　］　一０　（６）　Ｗａｇｎｅｒ效应系数　Ｋ一∑　ｐ　Ａ　一∑　（　＋Ｙ　一２ｙ　）Ｙ　＋Ｙｉ）Ａ　（７）　绕１：轴　＋（Ｋ一　一Ｇ，Ｉ　）　＋Ｍ　“　一０（８）　胀的粘土稳定剂并得到了广泛的应用＿】　］，但尚未　形成一套完整、成熟的粘土稳定剂性能评价标准。　本文针对大庆油田萨零组储层强水敏特征，用多种　方法系统评价了表征粘土稳定剂性能的岩心伤害　率、防膨率、晶格间距、吸附量、溶失率、配伍　性、有效物含量七项指标，建立了防膨剂的评价方　法和标准，并进行了检验。　２　应用实例　萨零组油层属三角洲外前缘沉积砂体，油层的　平均孔隙度为１５．５５％，属中低孔隙度储层，萨零　组油层岩心大部分渗透率为１×１Ｏ　～１Ｏ×１Ｏ　ｍ　，为低渗透储层。岩心资料表明：萨零组油层　粘土平均含量为１５．８１　，在这些粘土矿物中，主　要是蒙脱石、伊利石和高岭石；油层岩心表面颗粒　排列较紧密，孔隙发育较差，连通性较差，颗粒表　面次生石英较发育，长石颗粒被溶蚀；水敏指数为　８７　～９７％。当淡水进入地层后几乎将地层完全堵　塞，使注水工作无法进行。　再微分一次可得　［ＥＩ　］＋［（Ｋ—ＧＩ　一Ｇ，Ｉ　）　］　＋（Ｍ　“　）　一０　（９）　（５）求解临界弯矩。对于非均匀受弯构件，　可分级给定符合外力平衡条件的Ｍ，用数值法求　解，形成力与变形或其导数的矩阵形式［Ｋ］，屈　曲条件是与矩阵［Ｋ］中对应的系数行列式Ｊ　Ｋ　Ｊ一　０。实际的判别准则可用与前后两轮给定Ｍ相对　应的行列式的乘积，使其满足ｌ　Ｋ　ｌ×ｌ　Ｋ　ｌ≤０　即可，因为如满足此条件，则临界弯矩Ｍ必在Ｍ　和Ｍ　之间，但求解得到的Ｍ　与给定的Ｍ之间　的差值应满足精确度ｌ　ＡＭ／Ｍ　ｌ≤１０一，解得的弯　矩即为临界弯矩。　参考文献　［１］陈骥．钢结构稳定理论与设计［Ｍ］．北京：科学出版社．２００１．　Ｅ２３王新堂．钢结构设计［Ｍ］．上海：同济大学出版社，２００５．　Ｅ３３沈祖炎．钢结构基本原理［Ｍ］．上海：中国建筑工业出版社，２０００．　ｒ４］陈绍番．钢结构设计原理（第ｉ版）ｒＭ］．北京：科学出版社，２００５．　（栏目主持杨军）