屈沅治，沈浩坤，程荣超，黄贤斌，王韧，杨峥

酰化茶皂素作为页岩水化抑制剂抑制性能及作用机理

屈沅治1，沈浩坤2，程荣超1，黄贤斌2，王韧1，杨峥1

（1. 中国石油集团工程技术研究院有限公司，北京 102206； 2. 中国石油大学（华东），山东 青岛 266580）

针对目前大多数页岩水化抑制剂抑制性能不足、环保性能差等问题，通过酰化反应对茶皂素进行疏水改性，合成了一种酰化茶皂素（ATS）页岩水化抑制剂。通过泥饼浸泡实验、线性膨胀实验、页岩滚动回收实验、毛细管吸收实验等室内试验研究了ATS抑制页岩水化的性能。通过表面张力实验、红外光谱分析、接触角实验和微观形貌分析对其抑制机制进行分析。结果表明：ATS抑制页岩水化分散性能优于氯化钾和聚醚胺；ATS可通过氢键作用吸附在页岩表面，形成疏水层；1% ATS水溶液的表面张力为35.89 mN·m-1，可显著降低毛管力，减少水分子侵入页岩；ATS无毒环保，可生物降解。

ATS；酰化反应；页岩抑制剂；环保

井壁失稳是严重影响油气钻探和开采效率的问题之一，每年由井壁失稳导致的缩径、扩径、卡钻甚至井塌事故所造成的直接或间接经济损失高达数十亿美元[1-4]。目前75%的在钻或已钻地层属于泥页岩地层，而其中90%的井壁失稳问题出现在泥页岩地层[5-7]。这是由于泥页岩的水敏性强，当泥页岩地层遇水会产生严重的水化作用，致使泥页岩发生水化膨胀、分散等现象，导致井壁稳定性降低。为了抑制泥页岩的水化膨胀，油基钻井液和合成基钻井液因其抑制性强成为首选[8-9]，但由于成本高、环保性能差等原因，难以得到广泛应用。……