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在当今世界能源经济的大环境下,我们对于能源的需求逐日增长,这种需求的增长伴随着经济的发展越来越快速,对我们的钻探技术提出了越来越高的要去。钻探技术在这种需求下随之进步,我们所探索的地层深度不断增加,钻井深度随之增加,钻进过程中,遇到的地层情况也更加复杂起来,越来越复杂的地层情况直接导致了,钻井过程中的泥岩井壁稳定问题更加突出。由于井壁的失稳常常会对钻井过程造成危险,使得我们期望达到的安全、优质、快速、高效的钻井变得困难,这就对直接钻井液技术提出了更高更全面的要求。传统水基钻井液所用的页岩抑制剂逐渐不能应付钻井的需要,水基钻井液体系的防塌性能需要全面提升改进。页岩抑制剂的最重要的作用就是对油层的保护,它能够辅助钻井液,防止粘土矿物的水化膨胀和分散运移,通过改善地层条件,优化渗流孔道的方式,达到有效防止渗透率降低的作用,最终以确保油井产量。因此,页岩抑制剂的优化研究具有其现实意义,进行性能优良、适应性强的页岩抑制剂的研究是很重要的。在钻井现场,页岩抑制剂的使用是不断在优化和改变的过程中的,目前,阳离子聚合物类型的页岩抑制剂已经逐渐成为现场使用比较多的一种页岩抑制剂。而对于阳离子聚合物页岩抑制剂,国内外专家学者都已经进行了一些实用性研究。在对阳离子聚合物页岩抑制剂的研究方面,国外的研究相对于我国国内的研究,已经相对较为普遍,而我国国内对阳离子聚合物页岩抑制剂的研究相对于国外的研究还比较少。所以我们拟在聚合物分子中引入不同的基团,从而合成新型的阳离子聚合物,进一步探索其分子结构与其具有的抑制性之间的关系。综上所述,对阳离子聚合物页岩抑制剂的研究,在当下,是具有深刻的理论意义和广阔的应用前景的。采用AM、DMDAAC、KH-570三种单体进行合成实验,通过设计正交试验,找出了合成反应的最佳反应条件,并进行了重复性实验,最终合成出一种阳离子聚合物抑制剂,产物命名为MCH-511。实验表明,MCH-511具有优良的抑制性,且对钻井液体系的流变性影响较小,抗温达到160℃。通过对钻井液常用处理剂,增粘剂、降滤失剂、抑制剂、润滑剂等各类处理剂的优选,建立起一套阳离子聚合物作为页岩抑制剂的强抑制钻井液体系,具体配方为:基浆+1%MCH-511+0.6%PAM+0.2%XC+2%LV-PAC+1%SPNH+2.0%HL-8。进行优选后的阳离子聚合物钻井液体系具有优良的抗温性能、润滑性能、抑制性能、封堵性能、抗污染能力和保护油气层能力。该钻井液体系可抗温160℃,润滑系数为0.24,抗NaCl污染可达8%,抗CaCl2污染达1%,抗MgCl2污染达0.5%,抗膨润土污染能力可12%。