季铵盐阳离子淀粉的合成及粘土防膨性能研究

油田注水开发过程中加入有机粘土稳定剂可以有效保护油藏储层，是实现原油稳产、增产的重要手段。本文开发了一种环保型阳离子淀粉防膨剂(CS),采用核磁共振氢谱(¹H NMR)、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)和元素分析对CS进行了表征。室内粘土防膨实验表明，CS可以有效抑制粘土水化膨胀和分散运移，在加剂量为2.0 wt%时，其防膨效果可达79.9%,与环氧氯丙烷-二甲胺缩聚物的防膨性能接近。耐水洗测试表明，经过3次水洗CS依然能保留72.0%的防膨率，表现出优异的长效粘土防膨效果。文章采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、和zeta电位测定仪对粘土-CS复合物的微观相态及界面荷电性进行了研究，实验结果发现，CS对钠膨润土的防膨机理主要是聚合物吸附架桥和晶层插层，此外，分子间氢键和静电牵引也在固定地层粘土颗粒方面发挥了重要作用。