石油钻井开发上用的页岩抑制剂（防膨剂）有哪几种

抑制性乙二醇，也称为抑制性乙烯基乙二醇。是利用乙二醇抑制剂将乙二醇改性后，与乙二醇共同组成的产品。经乙二醇抑制剂改性后的抑制性乙二醇溶液，与一般性乙二醇溶液相比，具有对碳钢、不锈钢、铜等一般常见金属和橡胶的防腐蚀能力

乙二醇水溶性强，吸收后迅速分布于血液及组织液中，并很快在肝脏经乙醇脱水酶代谢为乙醇醛，再经乙醛脱水酶代谢为乙醇酸，乙醇酸经乙醇酸氧化酶氧化为乙醛酸。最后主要代谢物为草酸，也有部分为甲酸和马尿酸。

国内外对于乙二醇的研究结果一致认为其本身毒性较低，而其代谢产物毒性较高，对肾脏的毒性主要是由乙二醇氧化代谢物所致。Gordon列举出乙二醇的主要三种代谢产物乙醛酸、草酸和乳酸的毒性。乙醛酸能抑制糖酵解和三羧酸循环，刺激大脑；草酸可引起肾损伤和代谢性酸中毒，还可与钙离子结合形成草酸钙结晶，导致低钙血症，并沉积于肾、脑等处，造成肾、脑功能障碍；乳酸进一步加重酸中毒。

乙二醇能引起高草酸盐尿和草酸钙结晶沉积于肾一直被看作是肾损伤和肾结石的重要致病机制。综合国内外乙二醇与肾脏结石形成关系的研究，肾结石形成的可能机制是：①自由基和抗氧化酶共同作用机制；②结石基质蛋白和蛋白簇表达抑制剂共同作用机制；③单核．巨噬细胞趋化因子诱导草酸盐和草酸钙结晶致肾损伤机制。近年有学者相继发现乙二醇在导致肾损伤和肾结石的同时伴有一些过氧化合物酶及过氧化产物的增高，如脂质过氧化物酶、MDA(丙二醛)、半乳糖苷酶以及中性肽链内切酶。在乙二醇致大鼠肾结石形成过程中存在着氧化．抗氧化系统的失衡。乙二醇代谢产物早期随血液循环进入肾脏，产生活性氧，后期浸润到白细胞而使抗氧化酶活性水平减低，肾脏后期处于过氧化应激状态下，加重肾脏的损伤程度。

总之，乙二醇代谢物引起的急、慢性酸中毒和组织中草酸钙结晶沉积是乙二醇重要的毒性基础。

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有机硅腐植酸钾（OSAM-K）一、产品简介：有机硅腐植酸钾外观为黑褐色固体粉末或颗粒，易溶于水，抗温能力很强，是腐植酸的有机硅衍生物，是一种多功能深井钻井液处理剂。二、性能用途：有机硅腐植酸钾在水中能电离带负电荷的水化能力很强的水化基因，具有抑制粘土水化膨胀和防止岩心出现裂纹、裂缝等优点，是一种良好的页岩抑制剂,同时兼有降低钻井液粘度和降滤失作用。特别是对水敏性页岩有很好的抑制，保持页岩稳定，防止井径扩大，可以直接加入各种水基钻井液体系中，多于褐煤树脂、铵盐等处理剂配合使用，钻井液成本低，可取得较好的经济效益，

乙二醇和乙二醇单丁醚的区别如下：

乙二醇(ethylene glycol)又名"甘醇"、"1,2-亚乙基二醇"，简称EG。化学式为(CH2OH)2，是最简单的二元醇。乙二醇是无色无臭、有甜味液体，对动物有毒性，人类致死剂量约为1.6 g/kg。乙二醇能与水、丙酮互溶，但在醚类中溶解度较小。用作溶剂、防冻剂以及合成涤纶的原料。乙二醇的高聚物聚乙二醇(PEG)是一种相转移催化剂，也用于细胞融合其硝酸酯是一种炸药。

乙二醇的应用：主要用于制聚酯涤纶，聚酯树脂、吸湿剂，增塑剂，表面活性剂,合成纤维、化妆品和炸药，并用作染料/油墨等的溶剂、配制发动机的抗冻剂,气体脱水剂，制造树脂、也可用于玻璃纸、纤维、皮革、粘合剂的湿润剂。可　生产合成树脂PET，纤维级PET即涤纶纤维，瓶片级PET用于制作矿泉水瓶等。还可生产醇酸树脂、乙二醛等，也用作防冻剂。除用作汽车用防冻剂外，还用于工业冷量的输送，一般称呼为载冷剂。

乙二醇单丁醚是优良的溶剂。也是优良的表面活性剂，可清除金属、织物、玻璃、塑料等表面的油垢。

乙二醇单丁醚用途：

1，用作油漆、油墨的溶剂、金属清洗剂组分及染料分散剂的原料；

2，主要用作硝酸纤维素、喷漆、快干漆、清漆、搪瓷和脱漆剂的溶剂。还可作纤维润湿剂、农药分散剂、树脂增塑剂、有机合成中间体。测定铁和钼的试剂。改进乳化性能和将矿物油溶解在皂液中的辅助溶剂；

3，用作测定铁和钼的试剂及溶剂，也用于分离硝酸盐中的钙和锶。

一般轿车初装防冻液选用 -35度的产品，乙二醇浓度50%（体积比），也有少数选-45度的，乙二醇浓度57%（体积比），防冻液一般选用去离子水和乙二醇混合，另外添加一定的腐蚀抑制剂。丙三醇不适合作为抗冻剂生产防冻液，原因主要有2，首先，丙三醇与橡胶管的相容性不好，说白了就是会对橡胶管产生腐蚀；其次，丙三醇粘度太大，流动性不好，制作出的防冻液散热能力差。乙二醇是现今为止大规模采用的防冻液抗冻剂原料，当然国外也有用丙二醇生产的，丙二醇性质和乙二醇性质类似，但是毒性更低，对环境和人更加友好，欧美等发达国家用得比较多，但是丙二醇价格较高，国内暂时没有普及。

甲基硅酸钾为什么会腐蚀玻璃?有机硅材料以其独特优异的性能和多种多样的产品形态，作为基础材料、改性材料或辅助材料，被广泛应用于各产品业领域，尤其在建筑、电子电气、纺织、通讯、汽车日化行业中，已拥有不可替代的地位。自20世纪40年代美国发明直接法生产甲基氯硅烷以来，发展至今，全球甲基氯硅烷质量已超过160万吨/年，有机硅材料年销售额实现80亿美元。国内市场对有机硅材料的需求近十年平均增长率高达35%，其应用领域的大概构成是：建筑30%，电了电气20%，纺织20%，轻工10%，化工10%，其它10%。在建筑行业中，以橡胶形态用作各类用途的密封剂；以液态形式（包括乳液）用作防水剂，改性涂料和建材添加剂。后者又分为水溶型和溶剂型两种。从结构上则可分为烷基硅醇盐、硅烷、硅树脂溶液、硅树脂乳液或微粉。有机硅材料以其优异的疏水性、透气性、耐候性与绝大多数建材亲合性及生理惰性，成为建筑防水剂与添加剂的首选品种。有机硅防水系列产品有：水溶性：FS-101、F-S102、FS-106、202乳液、美加涂、水獭、居家乐、硅丙乳液、硅丙内外墙涂料；溶剂型：含氢油、有机硅透明树脂；密封剂：硅酮密封胶。

甲基硅酸钾具有优异的页岩抑制作用，明显强于目前油田常用的另一种有机硅类页岩抑制剂—甲基硅酸钠。抑制机理分析结果表明，甲基硅酸根阴离子能够吸附在膨润土颗粒的边、角位，使原本相对亲水的膨润土颗粒表面转变为相对疏水，从而阻止水分子向蒙脱石层间的侵入。此外，低水化能的钾离子能够通过阳离子交换作用抑制蒙脱石的离子水化。具有疏水作用的甲基硅酸根阴离子与低水化能的钾离子能够起到协同增效的作用，从而极大地抑制膨润土的水化膨胀，这也是甲基硅酸钾的抑制性能明显优于甲基硅酸钠的原因。

【特性】[3]

固体含量>30%，有机硅固体含量>20%，碱性固体10%，游离碱<3%，粘度(20℃) 10-6m2/s，相对密度(20℃)1.25-1.25，稀释剂为水，外观无色或黄色。

【合成】[3]

1)甲基三氮硅烷的水解缩合反应：将甲苯1205和水2409装入三口烧瓶，

再将甲基三氯硅烷1205和甲苯609装入滴液漏斗中，开动搅拌使水与甲苯在三口瓶内分散均匀，然后从滴液漏斗中滴加甲基三抓硅烷甲苯溶液，在较低的温度下进行反应。加完料后在室温下搅拌30min，反应结束。将反应物倒入分液漏斗中静置过滤，水洗至中性，最后得到水解物：

2）甲基硅树脂的碱溶反应：将甲基硅树脂甲苯溶液加入装有搅拌器、温度计及滴液漏斗的三口玻璃烧瓶中。按需要决定KOH的mol数，把它配成40%水溶液，装于滴液漏斗中。在搅拌下从滴液漏斗中把40%浓度的KoH溶液滴入烧瓶内进行反应，滴加反应在低温下进行，加完碱后搅拌3h。甲苯可回收利用。将固体产物用红外线灯烘去大部分溶剂，然后放入烘箱中于70℃干燥。产品保存在密封干燥器内：

【防水机理】[1]

水溶性有机硅建筑防水剂的主要成份是甲基硅酸钠（或钾）溶液。它是用纯度95%以上的甲基三氯硅烷（5%的二甲基二氯硅烷为主）在大量水中水解，产生的沉淀物过滤并用水洗涤至中性，得甲基硅酸中间体，再与NaOH水溶液混合，加热90-95℃约2小时，然后加水，过滤得到甲基硅酸钠溶液。其中NaOH与Si的比例影响水溶性：

质物实际上是具有3-5个硅原子的水溶性聚合物。也可以采用甲基氯硅烷混合物分馏所得的残液为原料与NaOH反应，但稠度不易控制；如果采用纯度达99%以上的甲基三氯硅烷为原料，则产品具有更稳定的性能。

甲基硅酸钠易被弱酸分解，当遇到空气中的二氧化碳和水时，会分解成甲基硅酸并生成碳酸钠，甲基硅酸很快地聚合成聚甲基硅氧烷，如下：

硅酸基的化学性质活泼，当防水剂涂于硅酸盐建材表面上时，它与材料表面的游离羟基（这些羟基也可看成是硅酸基）发生化学反应形成材料表面与防水剂之间的化学链连接，并使建材表面结构与有机硅树脂相同，表面张力降低到硅树脂表面张力的水平，涂层分子中：

甲基朝向外面，它的氢原子与水的氢原子相互排斥，使水分子难与水的氧接近，形成了一个以甲基据的相界面，产生了憎水的效果。

【应用】[4][5]

1. 甲基硅酸钾经常在工业方面用作疏水材料的制备，但在科学研究方面用的较少， 在纸张古籍方面的应用更是首例。本发明利用PMS可以与酸性纸里面的酸或空气中的 CO2发生反应的特性对纸张进行脱酸和加固。该反应会生成主产物硅醇以及副产物碳 酸钾。其中，硅醇可以与纸张内部的纤维素羟基形成氢键，大幅提高纸张的力学性能； 碳酸钾可以附着在纸张的表面，为其提供一定的碱储量，阻止酸的进一步入侵

P为喷洒型，B为搅拌型，C,A,N分别标识阳离子，抄阴离子，非离子乳化沥青。PC-2表示 慢裂喷洒型阳离子乳化沥青。

阳离子乳化沥青由多种表面活性剂及阳离子页岩抑制剂及一定范围软化点的沥青经特种工艺加工而成。其微米级的带正电的沥青微粒极易吸附在带负电的固体颗粒上，参与泥饼的形成，提高泥饼质量，其微粒及阳离子页岩抑制剂可以进入井壁微裂缝中，产生粘附及相互聚集，从而起到封堵、桥接、防膨、防塌、降失水及保护油气层作用。可用于钻井泥浆和油水井堵水调剖。

扩展资料：

注意事项

（1）阳离子乳化沥青每桶必须一次用完，最好直接在加重泵上或泥浆罐上加入，不准倒入地坑、用齿轮泵或潜水泵抽入，否则易堵塞泵体。

（2）若用齿轮泵或潜水泵从包装桶直接抽入，需用泵先抽少量水后再抽阳离子乳化沥青，在加完阳离子乳化沥青后需再用水将泵洗干净，以免阳离子乳化沥青吸附在泵及管线中。

（3）阳离子乳化沥青在存储较长时间后，在包装桶的上部可产生约1cm厚的结皮，这属于正常现象，不是破乳。通过滚动或搅拌即可将其搅拌均匀。

目前比较常见的乙二醇是防冻液的主要材料。乙二醇具有一定的毒性，对人体的肾、肝、胃、肠道等内脏有损伤作用。同时，乙二醇水防冻液里所掺入的大部分腐蚀抑制剂均为有毒物质。中毒具有一定的潜伏性。防冻液进入人体内，10～12小时不会有任何反应，但随后便会出现头晕、头痛、恶心、腹痛、口干、舌燥、出冷汗等。预防措施：防冻液中毒主要是从口进入身体的，所以配制或加注防冻液后，一定要将手洗干净。当出现防冻液中毒的症状时，应立即用清水或2％的苏打水洗胃，并及时送医院。