疏水化聚乙二醇/钾离子体系提高页岩稳定性机理

通过室内实验研究了疏水化聚乙二醇(PEG)/K^(+)体系抑制页岩水化的作用机理。通过岩屑热滚分散实验、膨润土性能测试和接触角测量,发现抑制剂体系的抑制能力随着接触角的增加和PEG浓度的增加而增强。改进岩屑热滚分散实验表明抑制剂并未通过热活化钻井液乳化机理(TAME)机制发生作用。通过吸附量、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)图谱和热重分析(TGA)研究了PEG/K^(+)体系与黏土样品的相互作用,吸附等温线分析表明K^(+)的存在增加了PEG对黏土表面的亲和力。FT-IR光谱、热重和微商热重分析证明,PEG的吸附可以减少黏土的含水率,即抑制性良好;XRD图谱分析K^(+)的存在使PEG的插层仅为一层,且连接在PEG链上的疏水尾增强了抑制水化的能力。最后采用添加PEG/K^(+)的水基钻井液进行了岩屑热滚分散实验,验证了PEG/K^(+)体系的抑制性能。