木质素衍生物在钻井液中的作用效能研究

论文摘要

本论文首先以木质素磺酸盐(LSS)为原料,通过对其进行Minnich、氧化氨解以及硝化反应,制备得到了氨甲基木质素(LSN)、氧化氨解木质素(LSO)和硝化木质素(LSNO),红外光谱对产物结构进行了表征。分别评价其在4%膨润土基浆和低固相聚合物钻井液中的作用效能。结果表明：0.3%的LSN在4%膨润土基浆中,室温下有增黏切、降滤失作用,高温下有降切、降滤失作用；LSN在低固相聚合物钻井液中,室温下有降黏增切、降滤失作用,高温下有增黏、降切作用。0.3%的LSO在4%膨润土基浆中,室温下有增切和降滤失作用,高温下有降切和降滤失作用,180℃老化后的降滤失率为11.4%；LSO在低固相聚合物钻井液中,室温下有增黏切、降滤失作用,增黏率为23.9%,增切率为95.8%,降滤失率为22.4%,高温下有降黏,增大动塑比作用。0.3%的LSNO在4%膨润土基浆中,室温下有增黏切、降滤失作用,降滤失率为16.3%；高温下有降黏切、降滤火作用；LSNO在低固相聚合物钻井液中,室温下有降黏切、降滤失作用,经120℃老化后黏切减小,利控制钻井液的固相含量,维持了钻井液的流变性和滤失性,经180℃老化后,LSNO对维持钻井液的流变性和滤失性能产生不利影响。膨润土岩心膨胀量测试表明：LSNO、LSN溶液对膨润土岩心膨胀量大于LSS溶液,LSO溶液对膨润土岩心膨胀量与LSS溶液相当。此外,考察0.2%的LSN、LSO、LSNO对小麦幼苗生长的影响,结果表明：与0.2%LSS溶液相比,LSN、LSO、LSNO溶液都对小麦幼苗的生长有利,其中以LSO和LSNO溶液对小麦幼苗的生长促进作用较强。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 木质素的结构及其衍生化方法
• 1.2.1 木质素的结构
• 1.2.2 木质素的衍生化方法
• 1.3 木质素在钻井液中的应用研究现状
• 1.3.1 木质素衍生物用作钻井液降黏剂
• 1.3.2 木质素衍生物用作钻井液降滤失剂
• 1.3.3 木质素衍生物用作其它钻井液处理剂
• 1.4 研究内容、技术路线和创新点
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 1.4.3 创新点
• 第二章 氨甲基木质素衍生物制备及在钻井液中作用效能
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验所用原料、试剂与仪器
• 2.2.2 原料预处理及氨甲基本质素衍生物的制备
• 2.2.3 氨甲基本质素衍生物性能评价
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 LSN制备条件的优选
• 2.3.2 LSN及其FNLS红外光谱
• 2.3.3 LSN及FNLS在钻井液中的作用效能
• 2.3.4 水质素磺酸盐-聚糖复合体制备的正交试验设计及结果分析
• 2.3.5 LSN-聚糖复合体在钻井液中的作用效能
• 2.3.6 小麦幼苗在LSN溶液中的培养试验
• 2.3.7 膨润土岩心在0.5%的LSN及FNLS溶液中的膨胀量曲线
• 2.4 本章小结
• 第三章 氧化氨解木质素衍生物制备及在钻井液中的作用效能
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验所用材料、试剂与仪器
• 3.2.2 氧化氨解木质素衍生物的制备及性能
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 LSO制备条件的优化
• 3.3.2 氧化氨解木质素（LSO）的红外光谱
• 3.3.3 LSO在钻井液中的作用效能评价
• 3.3.4 膨润土岩心在LSO水溶液中的膨胀量测试
• 3.3.5 小麦幼苗在氧化氨解木质素（LSO）溶液中的培养试验
• 3.3.6 LSO-聚糖复合体制备及在钻井液中作用效能研究
• 3.4 本章小结
• 第四章 硝化木质素衍生物制备及在钻井液中的作用效能
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验主要原料、试剂与仪器
• 4.2.2 硝化木质素衍生物的制备及性能
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 LSNO制备条件的优化
• 4.3.2 LSNO的红外光谱
• 4.3.3 LSNO在钻井液中的作用效能
• 4.3.4 膨润土岩心在0.5%的LSNO溶液中的线性膨胀量测试
• 4.3.5 小麦幼苗在LSNO溶液中的培养试验
• 4.3.6 LSNO-聚糖复合体在钻井液中的作用效能
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与建议
• 5.1 总结
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 详细摘要