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swiftxin2008金蟲 (小有名氣)
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[求助]
聚合物對粘土層間距的影響 已有1人參與
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本人是做鉆井流體方向。鉆井過程中，需要加入聚合物包被劑，吸附在粘土顆粒表面，將他們包裹起來，防止顆粒水化分散，通常聚合物分子量在200萬以上。我自己合成了一個低分子量的包被劑，數(shù)均分子量26萬，重均分子量38萬，分子結(jié)構(gòu)如圖所示。之前我們做胺基聚合物抑制劑，分子量都是1萬以內(nèi)，我們通過對粘土水化后烘干，進(jìn)行XRD測試，分析粘土層間距，然后在粘土懸浮液中加入不同濃度的聚合物后，測試層間距，發(fā)現(xiàn)加入胺基聚合物后，粘土干態(tài)層間距從1.1nm左右增加到1.2nm左右，說明聚胺分子進(jìn)入層間了。但是我使用新和成的這個分子量30萬左右的聚合物包被劑做測試，同樣是粘土層間距增加0.1nm左右，并且隨著濃度增加層間距基本不變。這能說明這個聚合物分子也進(jìn)入層間了么？還是說部分結(jié)構(gòu)進(jìn)入層間？個人感覺分子量30萬了，應(yīng)該不會向小分子聚合物那樣進(jìn)入層間吧？由于本人是石油工程專業(yè)出身，化學(xué)基礎(chǔ)薄弱，還請蟲友們予以指導(dǎo)，非常感謝！ 分子結(jié)構(gòu)圖.png |
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Dr_Jesse
鐵桿木蟲 (著名寫手)
滄海一粟，浩宇星塵
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【答案】應(yīng)助回帖
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
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我是學(xué)高分子的，恰巧做過兩年多鉆井液處理劑的開發(fā)，說一點(diǎn)我自己的感受和建議，不一定對，請參考： 1 如果要做包被劑，你的20萬~30萬分子量有點(diǎn)低。包被劑的作用，是要通過1條或多條聚合物鏈（溶解性要好，在作用過程中能保證鏈盡可能舒展）對多個黏土顆粒進(jìn)行“粘附”、“匯聚”，從而降低黏土顆粒對鉆井液性能的影響，以及對鉆具的吸附等；所以想象一下，如果分子量太小，鏈不夠長，是不是可以起包被的作用？鉆井液處理劑用到的單體其實(shí)比較有限，官能團(tuán)特征和結(jié)構(gòu)特征也很相似，也多是和黏土發(fā)生相互作用。通過微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)控，即使同一組成（比例不同）的共聚物很可能就會從一種功能變成另一種功能，所以你的處理劑是否和你想的包被效果一致？或者你做低分子量的包被劑理論可行性或者目標(biāo)一定要明確。建議看看中原油田王中華老師、中石化石油技術(shù)工程院楊小華等人的鉆井液處理劑專著，有很多理論到實(shí)際的案例，可以借鑒學(xué)習(xí)。 2 石油工程的處理劑涉及的高分子，其主要應(yīng)用特征和原理一直無法明確的解釋，原因在于鉆井液體系（或其他工作流體）太過復(fù)雜，使用過程還要涉及高溫高壓、地層水（含不同的金屬離子）、地質(zhì)條件差異大等多變情況。很理論很基礎(chǔ)的研究相對來說很少。實(shí)際上更可信的抑制劑評價，是通過實(shí)驗(yàn)用頁巖膨脹實(shí)驗(yàn)、滾動回收率等方式直接觀察比。利用XRD去表征黏土抑制劑的效果，是從理論上找的一種嘗試，0.1nm層間距的變化建議做清水空白對比研究，個人覺得可信度值得推敲。就像你也可以直接用SEM、DLS等方法去觀察包被劑使用前后黏土顆粒外形、尺寸大小的研究，都不能絕對的說明問題。 3 從你的高分子問題來說，大分子進(jìn)入層間，形成黏土插層，有這種情況，但是要求合成過程中控制度很高，而且響應(yīng)的聚合物-黏土用量的比例要大于包被劑的使用狀態(tài)。如果你的材料能插層進(jìn)入黏土層間，那黏土片層會剝離，很可能XRD測不到層間才對。 |
2樓2017-10-16 10:46:36
swiftxin2008
金蟲 (小有名氣)
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- 專業(yè): 鉆井工程與地?zé)衢_采
送紅花一朵 |
您好，非常感謝您的回復(fù)，很專業(yè)，很有幫助。當(dāng)時我看到您的解答了我一直以為我給您回復(fù)了。剛翻看帖子才發(fā)現(xiàn)沒有回復(fù)您，很抱歉。真心感謝希望您以后能多給予指導(dǎo)  發(fā)自小木蟲IOS客戶端 |
3樓2018-06-24 22:14:55
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