問荊提取物頁巖水化膨脹抑制劑性能及防膨機理

BARATI Pezhman，KESHTKAR Sadegh，AGHAJAFARI Amirhossein，SHAHBAZI Khalil，MOMENI Ali（Ahwaz Faculty of Petroleum Engineering， Petroleum University of Technology， Iran）

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問荊提取物頁巖水化膨脹抑制劑性能及防膨機理

BARATI Pezhman，KESHTKAR Sadegh，AGHAJAFARI Amirhossein，SHAHBAZI Khalil，MOMENI Ali
（Ahwaz Faculty of Petroleum Engineering， Petroleum University of Technology， Iran）

摘要：提出將問荊提取物作為頁巖水化膨脹抑制劑，通過室內(nèi)實驗研究了其抑制頁巖水化膨脹的性能，與氯化鉀和聚胺進行了對比，并分析了其防膨機理。膨潤土水化抑制實驗、膨潤土沉淀實驗、動態(tài)線性膨脹實驗、滾動回收實驗和吸附量測定實驗結(jié)果表明：問荊提取物可以抑制膨潤土的水化，阻止黏土礦物在溶液中均勻分散，減小膨潤土的膨脹，抑制鉆屑在水中破碎和分散，且與氯化鉀和聚胺性能相當。對問荊提取物的防膨機理進行分析后發(fā)現(xiàn)：其成分中具有活性烴基的物質(zhì)與膨潤土顆粒表面間氫鍵締合，降低了膨潤土顆粒表面的吸水率，從而抑制膨潤土膨脹。除了具有良好的防膨能力，問荊提取物獲取容易、價格低廉，且不會破壞生態(tài)環(huán)境，是一種理想的頁巖水化膨脹抑制劑。圖7參30

關(guān)鍵詞：問荊提取物；水基鉆井液；頁巖水化膨脹；膨脹抑制劑；防膨機理

0 引言

由于頁巖中含有蒙脫石和伊利石等活性黏土，在其與水基鉆井液接觸時會產(chǎn)生膨脹和破碎，從而在鉆井時導(dǎo)致卡鉆并形成鉆頭泥包［1-2］，還會在下入測井儀器時造成儀器受卡，使得測井結(jié)果產(chǎn)生誤差［3］。為了控制頁巖水化膨脹，研究者研制了油基鉆井液，但其價格較高，且會對環(huán)境造成破壞［4-5］。此外，鹽水（尤其是氯化鉀）鉆井液也得到廣泛應(yīng)用，但是由于含鹽量高，不但破壞環(huán)境，還降低了其他水基鉆井液添加劑的性能［6-7］。近來，胺類及其衍生物已被一些研究者用作頁巖穩(wěn)定劑，但其應(yīng)用有限，且在多數(shù)情況下有毒［8-9］。因此，本文研究在水基鉆井液中加入問荊提取物來抑制頁巖水化膨脹，該草本提取物對生態(tài)環(huán)境友好，容易獲取且價格低廉。通過膨潤土水化抑制實驗、膨潤土沉淀實驗、動態(tài)線性膨脹實驗、滾動回收實驗和吸附量測定實驗等對問荊提取物的頁巖水化膨脹抑制性能進行了評價，并分析了其防膨機理。

1 實驗介紹

1.1 實驗材料

問荊是一種多年生木賊科草本植物［10］，常生長于樹沼、草沼及緊鄰道路、河流的潮濕地帶。問荊還是一種藥材，在古希臘被用作凝血劑［11］。本文使用的問荊提取物購自伊朗德黑蘭Ebnemasouyeh醫(yī)藥公司，為粉末狀，呈棕紅色，可溶于水和酒精，含有豐富的諸如硅酸等弱酸［11］。使用Sartorios PP-20酸度計對不同濃度問荊提取物溶液的pH值進行了測量（見圖1），發(fā)現(xiàn)問荊提取物溶解于水中時溶液酸性增強。

圖1　不同濃度問荊提取物水溶液的pH值

本文所用膨潤土由伊朗德黑蘭Pars鉆井液公司提供。該膨潤土鈉蒙脫石含量高，為鈉基膨潤土，含有65.5%蒙脫石、10.0%長石、8.0%石英、8.0%方石英、3.0%石膏、2.0%伊利石、2.0%白云母（云母）、1.0%鈣長石和0.5%方解石。根據(jù)API標準推薦的方法［12］測定其亞甲基藍吸附量為0.7 mmol/g。

本文所用鉆屑取自伊朗西南部Maroon油田322號井3 446 m深度（新近系阿斯馬里組）處，其亞甲基藍吸附量為0.165 mmol/g。所用氯化鉀和氯化鈉由德國默克公司提供，聚胺由伊朗德黑蘭Pars鉆井液公司提供，全部實驗材料均未做進一步的提純處理。

1.2 實驗方法

1.2.1 膨潤土水化抑制實驗

膨潤土水化抑制實驗用于評估問荊提取物抑制活性黏土礦物進入鉆井液進而水化膨脹的能力。實驗中，首先借助電磁攪拌器制備一系列問荊提取物含量0～4%的水溶液。然后，把在71 ℃（160 ℉）下熱滾16 h的膨潤土逐次加入問荊提取物溶液中，每次膨潤土加量均為3%，且每次加入膨潤土后均攪拌20 min［13］。在每次加入膨潤土之前，根據(jù)API標準推薦的方法［14］，使用35SA范氏旋轉(zhuǎn)黏度計測定體系的表觀黏度、塑性黏度和動切力［15］。

由于氯化鉀和聚胺是鉆探工業(yè)中最常用的兩種頁巖穩(wěn)定劑，制備濃度3%的氯化鉀溶液和聚胺溶液進行實驗，與相同濃度的問荊提取物溶液進行對比。

1.2.2 膨潤土沉淀實驗

通過鈉基膨潤土沉淀實驗評估問荊提取物阻止黏土礦物在溶液中均勻分散的能力。首先，制備一系列問荊提取物含量0～5%的水溶液。然后，把0.25 g膨潤土添加到50 mL問荊提取物溶液中，再用電磁攪拌器攪拌30 min，以使膨潤土均勻地分散在溶液中。把所得到的分散體系注入內(nèi)長145 mm、內(nèi)徑10 mm的玻璃試管中，關(guān)上試管蓋并在大氣壓和靜態(tài)室溫條件下將其放入試管夾中。24 h后，在沉淀物和上層清液間就形成了清晰的界面，測量此界面到管底的距離h，并計算h與試管內(nèi)長H的比值。為了對比，制備氯化鉀溶液進行相同的實驗。

1.2.3 動態(tài)線性膨脹實驗

使用動態(tài)線性膨脹儀測量與問荊提取物溶液接觸的膨潤土薄片的膨脹率。首先，把10 g膨潤土在41.37 MPa（6 000 psi）壓力下放入液壓壓緊儀中30 min，制備出直徑28.3 mm的膨潤土薄片。使用卡規(guī)（精度為0.01 mm）測量膨潤土薄片的初始厚度后，將其放在位于電熱板攪拌器之上的線性膨脹杯內(nèi)，其上裝有精度為0.01 mm的刻度盤指示器，用以測量膨潤土薄片的厚度增大情況。將刻度盤指示器歸零后，把問荊提取物溶液注入杯中。設(shè)定好電熱板攪拌器的溫度后，記錄膨潤土薄片厚度在24 h內(nèi)的增大情況（3 h內(nèi)每10 min記錄一次，之后每60 min記錄一次），并計算膨潤土薄片膨脹率（厚度增大值與初始厚度的比值）。

制備濃度3%的氯化鉀溶液和聚胺溶液進行實驗，與相同濃度的問荊提取物溶液進行對比。分別在21 ℃（70 ℉）和71 ℃下進行實驗，以研究溫度對膨潤土薄片膨脹率的影響。

1.2.4 滾動回收實驗

根據(jù)API標準推薦的方法［12］，進行了鉆屑滾動回收實驗，以評估問荊提取物的頁巖防膨能力，并與氯化鉀和聚胺進行對比。實驗中，首先把已在104 ℃（220 ℉）下烘干24 h的30 g粒徑2～4 mm的鉆屑添加到含有350 mL溶液的熱滾烘箱各艙室中（轉(zhuǎn)速為22 r/min），在71 ℃下熱滾16 h。然后，把各艙室中的鉆屑過35目（孔徑0.5 mm）篩，并用10%氯化鉀溶液沖洗。最后，把回收的鉆屑在104 ℃下烘干24 h，冷卻到室溫后稱重，并計算鉆屑滾動回收率（最終質(zhì)量與初始質(zhì)量的比值）。

1.2.5 吸附量測定實驗

本文使用電導(dǎo)法測量問荊提取物在膨潤土顆粒表面的吸附量。首先，制備一系列問荊提取物含量0.5%～5.0%的水溶液，再用Sartorios PP-20電導(dǎo)率計測量其電導(dǎo)率（電導(dǎo)率計在使用前必須經(jīng)過校準），并繪制電導(dǎo)率測量值與問荊提取物濃度的關(guān)系曲線。然后，把0.25 g膨潤土添加到50 mL問荊提取物溶液中，再用電磁攪拌器攪拌30 min，以使膨潤土均勻地分散在溶液中。其次，把獲得的分散體系放入搖動篩中，在室溫和大氣壓力下?lián)u動24 h。之后，用離心機以6 000 r/min的轉(zhuǎn)速讓膨潤土沉淀2 h，再用電導(dǎo)率計測量上層清液的電導(dǎo)率。此時，可以使用加入膨潤土前得到的電導(dǎo)率與問荊提取物濃度關(guān)系曲線獲得上層清液中問荊提取物濃度。最后，使用下式計算膨潤土顆粒表面問荊提取物的吸附量［16］：

式中 A——膨潤土顆粒表面問荊提取物的吸附量，mg/g；E0——加膨潤土前溶液中問荊提取物濃度，%；E——加膨潤土后溶液中問荊提取物濃度，%；m——添加膨潤土的質(zhì)量，g；M——加膨潤土前溶液總質(zhì)量，g。

2 實驗結(jié)果和討論

2.1 膨潤土水化抑制實驗

由圖2可知：當問荊提取物濃度為零時，膨潤土水化嚴重，體系流變性質(zhì)變化顯著，黏度迅速增大，膨潤土加量達到9%后，體系黏度過大以致于其流變性質(zhì)無法測量；問荊提取物可以抑制膨潤土的水化，且抑制效果隨著問荊提取物濃度的增大而增強，而問荊提取物濃度達到3%后繼續(xù)增大其濃度時抑制效果不會顯著增強；相同濃度下，問荊提取物抑制膨潤土水化的能力與聚胺和氯化鉀相當。

圖2　問荊提取物、聚胺和氯化鉀溶液中添加膨潤土后流變性的變化

2.2 膨潤土沉淀實驗

由圖3可知：當問荊提取物濃度為零時，膨潤土均勻地分散在蒸餾水中，形成穩(wěn)定的分散體系；當把膨潤土添加到不同濃度問荊提取物溶液中時，不會形成穩(wěn)定的分散體系，膨潤土?xí)l(fā)生沉淀，且體系的穩(wěn)定性會隨著問荊提取物濃度增大而降低；而問荊提取物濃度達到3%后繼續(xù)增大其濃度時，體系的穩(wěn)定性不會繼續(xù)降低；問荊提取物阻止黏土礦物在溶液中均勻分散的能力與氯化鉀相當。

2.3 動態(tài)線性膨脹實驗

由圖4可知：問荊提取物可以抑制膨潤土薄片的膨脹，在21 ℃下，膨潤土薄片接觸蒸餾水24 h后膨脹率達69.0%，但接觸3%問荊提取物溶液24 h后膨脹率只達到42.5%；對比3%和4%問荊提取物溶液的實驗結(jié)果，再結(jié)合膨潤土水化抑制實驗和沉淀實驗結(jié)果進行分析可以發(fā)現(xiàn)，問荊提取物的最佳濃度是3%；對比21 ℃和71 ℃的實驗結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)升高溫度會使膨潤土薄片膨脹率增大。

圖3　問荊提取物和氯化鉀溶液中膨潤土沉淀特性

為了對比問荊提取物、氯化鉀和聚胺抑制膨潤土膨脹的能力，在兩種溫度下針對相同濃度的3種溶液進行了動態(tài)線性膨脹實驗，結(jié)果（見圖5）表明：雖然實驗后期與問荊提取物溶液接觸的膨潤土薄片的膨脹率略高于與氯化鉀和聚胺溶液接觸的膨潤土薄片的膨脹率，但總體上問荊提取物抑制膨潤土膨脹的能力與氯化鉀和聚胺相差不大。

圖4　問荊提取物溶液中膨潤土膨脹特性

圖5　問荊提取物、聚胺和氯化鉀溶液中膨潤土膨脹特性對比

2.4 滾動回收實驗

采用蒸餾水、3%問荊提取物溶液、3%氯化鉀溶液和3%聚胺溶液進行了鉆屑滾動回收實驗，在71 ℃下熱滾16 h后的滾動回收率分別37.6%、60.9%、70.1%和68.0%，可以看出問荊提取物具有良好的抑制鉆屑在水中破碎和分散的能力，且與氯化鉀和聚胺差距很小。

2.5 吸附量測定實驗

圖6為通過測量各種濃度的問荊提取物溶液的電導(dǎo)率而獲得的擬合曲線，可以看出，曲線的斜率在問荊提取物濃度約為2.5%時發(fā)生了改變。此濃度稱為臨界膠束濃度，高于此濃度時將發(fā)生分子聚集，在溶液中形成膠束，該濃度下問荊提取物具有最佳活性［17］。圖7為根據(jù)（1）式計算的各種問荊提取物濃度下膨潤土顆粒表面的問荊提取物吸附量，可以看出：吸附量隨著問荊提取物濃度的增大先增大后減小，在濃度為3.0%～3.5%時達到峰值。圖6和圖7的分析結(jié)果進一步證明問荊提取物的最佳濃度為3%。

圖6　電導(dǎo)率與問荊提取物濃度的關(guān)系曲線

圖7　不同濃度下問荊提取物在膨潤土表面的吸附量

2.6 防膨機理

膨潤土具有層狀結(jié)構(gòu)，每層都包含位于兩個片狀硅四面體之間的鋁氧八面體［18］。當把膨潤土添加到水中時，其極性分子通過氫鍵與膨潤土硅酸鹽層外表面的氧原子相締合［18-20］。如果可以用另一種物質(zhì)與膨潤土顆粒表面間的氫鍵締合來替代水分子與膨潤土顆粒表面間的氫鍵締合，則必然會降低膨潤土顆粒表面的吸水率，減輕膨潤土的膨脹。文獻研究表明，各類乙二醇［17， 21-23］和胺類［1-2， 4， 8-9］等鉆井工業(yè)中所用的頁巖穩(wěn)定劑通過與水分子競相吸附在膨潤土顆粒表面，減少水分子與膨潤土顆粒表面間的締合，從而減輕膨潤土膨脹。

大部分植物學(xué)家證實，問荊提取物重富含硅酸、硅酸鹽、鉀和鈣等組分，而氣相色譜和質(zhì)譜分析表明此種草本植物還富含酚類化合物、類黃酮、糖苷、生物堿和皂角苷［11， 24-27］。類黃酮具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，且有多種類型，在其結(jié)構(gòu)中含有活躍的羥基［28-30］。吸附量測定實驗結(jié)果表明，問荊提取物能夠吸附在膨潤土顆粒表面。這種吸附是問荊提取物成分（如具有活性基團的類黃酮）和膨潤土顆粒四面體硅氧烷表面氧原子之間氫鍵締合的結(jié)果。像類黃酮這樣具有活性烴基的物質(zhì)與水分子競相吸附在膨潤土顆粒表面上，減少了水分子的吸附量，從而抑制膨潤土膨脹。

3 結(jié)論

膨潤土水化抑制實驗、膨潤土沉淀實驗、動態(tài)線性膨脹實驗、滾動回收實驗和吸附量測定實驗結(jié)果表明：問荊提取物可以抑制膨潤土的水化，且效果與聚胺和氯化鉀相當；問荊提取物具有良好的阻止黏土礦物在溶液中均勻分散的能力，且效果與氯化鉀相當；問荊提取物可以顯著地減小膨潤土薄片的膨脹率，且效果與氯化鉀和聚胺相差不大；問荊提取物具有良好的抑制鉆屑在水中破碎和分散的能力，且效果與氯化鉀和聚胺差距很小；問荊提取物濃度3%時綜合性能最優(yōu)。問荊提取物中具有活性烴基的物質(zhì)（如類黃酮）與水分子競相吸附在膨潤土顆粒表面上，減少了水分子的吸附量，從而抑制了膨潤土的膨脹。

問荊提取物不但具有良好的防膨性能，而且來源充足、獲取容易、價格低廉、環(huán)境友好，可以作為一種頁巖水化膨脹抑制劑添加到水基鉆井液中。

致謝：伊朗國家鉆井公司在實驗室方面給予本研究大力支持，伊朗德黑蘭Pars鉆井液公司實驗室主任Nemati女士及Ebnemasouyeh醫(yī)藥公司Samimi女士也提供了大量的幫助，在此一并表示感謝。

參考文獻：

［1］QU Yuanzhi， LAI Xiaoqing， ZOU Laifang， et al.Polyoxyalkyleneamine as shale inhibitor in water-based drilling fluids［J］.Applied Clay Science， 2009， 44（1）： 265-268.

［2］ZHONG Hanyi， QIU Zhengsong， HUANG Weian， et al.Poly （oxypropylene）-amidoamine modified bentonite as potential shale inhibitor in water-based drilling fluids［J］.Applied Clay Science，2012， 67/68： 36-43.

［3］SERRA O.Fundamentals of well-log interpretation［M］.Amsterdam：Elsevier， 1984.

［4］ZHONG Hanyi， QIU Zhengsong， HUANG Weian， et al.Shale inhibitive properties of polyether diamine in water-based drilling fluid［J］.Journal of Petroleum Science and Engineering， 2011， 78（2）： 510-515.

［5］ZHONG H Y， QIU Z S， HUANG W A， et al.The development and application of a novel polyamine water-based drilling fluid［J］.Petroleum Science and Technology， 2014， 32（4）： 497-504.

［6］WANG Lei， LIU Shangying， WANG Tian， et al.Effect of poly （oxypropylene） diamine adsorption on hydration and dispersion of montmorillonite particles in aqueous solution［J］.Colloids and Surfaces A： Physicochemical and Engineering Aspects， 2011， 381（1）：41-47.

［7］CHESSER B G.Design considerations for an inhibitive， stable water-based mud system［R］.SPE 14757， 1987.

［8］ZHONG Hanyi， QIU Zhengsong， HUANG Weian， et al.Bis （hexamethylene） triamine as potential shale inhibitor in water-based drilling fluid［J］.Open Petroleum Engineering Journal，2013， 6（1）： 49-56.

［9］XUAN Yang， JIANG Guancheng， LI Yingying， et al.Inhibiting effect of dopamine adsorption and polymerization on hydrated swelling of montmorillonite［J］.Colloids and Surfaces A： Physicochemical and Engineering Aspects， 2013， 422： 50-60.

［10］YILMAZ Semih， EKINCI Sernur， YILMAZ Bilal.Determination of bioactive compounds of equistum arvense by gas chromatography-mass spectrometry method［J］.International Journal of Pharmacognosy，2014， 1（3）： 184-188.

［11］SANDHU N S， KAUR S， CHOPRA D.Equisetum arvense：Pharmacology and phytochemistry： A review［J］.Asian J Pharm Clin Res， 2010， 3（3）： 146-150.

［12］American Petroleum Institute.Recommended practice standard procedure for laboratory testing of drilling fluids： API Specifications 13I ［S］.Dallas： American Petroleum Institute， 2000.

［13］RAZI M M， RAZI F M.An experimental study of influence of salt concentration， mixing time， and pH on the rheological properties of pre-hydrated bentonite slurries treated by polymers［J］.Journal of Dispersion Science and Technology， 2013， 34（6）： 764-770.

［14］American Petroleum Institute.Recommended practice on the rheology and hydraulics of oil-well drilling fluids： API Specifications 13D ［S］.Dallas： American Petroleum Institute， 1995.

［15］RAZI M M， MAZIDI M， RAZI F M， et al.Artificial neural network modeling of plastic viscosity， yield point， and apparent viscosity for water-based drilling fluids［J］.Journal of Dispersion Science and Technology， 2013， 34（6）： 822-827.

［16］AHMADI M A， SHADIZADEH S R.Experimental investigation of adsorption of a new nonionic surfactant on carbonate minerals［J］.Fuel， 2013， 104： 462-467.

［17］AATON M S， ELLIOTT G P.Water-based glycol drilling muds：Shale inhibition mechanisms［R］.SPE 28818， 2007.

［18］Ava Drilling Fluids & Services.Drilling fluid manual［M］Rome： Ava Drilling Fluids & Services， 2004.

［19］ROEHL E A， HACKETT J L.A laboratory technique for screening shale swelling inhibitors［R］.SPE 11117， 1982.

［20］EWY R T， MORTON E K.Wellbore-stability performance of water-based mud additives［R］.SPE 116139， 2009.

［21］LIU Shangying， MO Xiaogang， ZHANG Chunguang， et al.Swelling inhibition by polyglycols in montmorillonite dispersions［J］.Journal of Dispersion Science and Technology， 2004， 25（1）： 63-66.

［22］DE SOUZA C E C， LIMA A S， NASCIMENTO R S V.Hydrophobically modified poly （ethylene glycol） as reactive clays inhibitor additive in water-based drilling fluids［J］.Journal of Applied Polymer Science，2010， 117（2）： 857-864.

［23］李建成， 楊鵬， 關(guān)鍵， 等.新型全油基鉆井液體系［J］.石油勘探與開發(fā)， 2014， 41（4）： 490-496.LI Jiancheng， YANG Peng， GUAN Jian， et al.A new type of whole oil-based drilling fluid［J］.Petroleum Exploration and Development，2014， 41（4）： 490-496.

［24］?ANADANOVI?-BRUNET J M， ?ETKOVI? G S， DJILAS S M， et al.Radical scavenging and antimicrobial activity of horsetail （Equisetum arvense L.） extracts［J］.International Journal of Food Science & Technology， 2009， 44（2）： 269-278.

［25］MIMICA-DUKIC N， SIMIN N， CVEJIC J， et al.Phenolic compounds in field horsetail （Equisetum arvense L.） as natural antioxidants［J］.Molecules， 2008， 13（7）： 1455-1464.

［26］MILOVANOVI? V， RADULOVI? N， TODOROVI? Z， et al.Antioxidant， antimicrobial and genotoxicity screening of hydro-alcoholic extracts of five Serbian Equisetum species［J］.Plant Foods for Human Nutrition， 2007， 62（3）： 113-119.

［27］DANIELSKI L， MICHIELIN E M Z， FERREIRA S R S.Horsetail （Equisetum giganteum L.） oleoresin and supercritical CO2：Experimental solubility and empirical data correlation［J］.Journal of Food Engineering， 2007， 78（3）： 1054-1059.

［28］HEIM K E， TAGLIAFERRO A R， BOBILYA D J.Flavonoid antioxidants：chemistry， metabolism and structure-activity relationships［J］.The Journal of nutritional biochemistry， 2002， 13（10）： 572-584.

［29］HARBORNE J B， WILLIAMS C A.Advances in flavonoid research since 1992［J］.Phytochemistry， 2000， 55（6）： 481-504.

［30］GüDER A， KORKMAZ H.Evaluation of in-vitro antioxidant properties of hydroalcoholic solution extracts Urtica dioica L.， Malva neglecta Wallr.and their mixture［J］.Iranian Journal of Pharmaceutical Research： IJPR， 2012， 11（3）： 913.

（編輯 胡葦瑋）

Inhibition performance and mechanism of Horsetail extract as shale stabilizer

BARATI Pezhman， KESHTKAR Sadegh， AGHAJAFARI Amirhossein， SHAHBAZI Khalil， MOMENI Ali
（Ahwaz Faculty of Petroleum Engineering， Petroleum University of Technology， Ahwaz 63431， Iran）

Abstract：The Horsetail extract was used as shale stabilizer， its inhibition performance was stuided by laboratory experiments and compared with potassium chloride and polyamine， and its anti-swelling mechanism was analyzed.Bentonite inhibition test， sodium bentonite sedimentation test， dynamic linear swelling test， and hot rolling cutting dispersion test were employed.The results show that：the bentonite is not capable of being hydrated or dispersed in solution with the Horsetail extract； the Horsetail extract can resuce the swelling of the bentonite and prevent disintegration and dispersion of cuttings in aqueous medium； the extract is well comparable and competitive with potassium chloride and polyamine in inhibition performance.The constituents of the Horsetail extract have active hydroxyls which are capable of forming hydrogen bounding with surfaces of bentonite particles， leading to decrease of the water absorption on bentonite particles' surfaces which results in bentonite swelling reduction.Besides having good anti-swelling ability，Horsetail extract is ecofriendly， readily available and inexpensive.

Key words：Horsetail extract； water-based drilling fluid； shale hydrated swelling； shale stabilizer； anti-swelling mechanism

中圖分類號：TE254

文獻標識碼：A

文章編號：1000-0747（2016）03-0476-06

DOI：10.11698/PED.2016.03.20

第一作者簡介：BARATI Pezhman（1991-），男，伊朗人，伊朗石油科技大學(xué)阿瓦士石油工程學(xué)院在讀碩士研究生，主要從事鉆井液、固井水泥漿設(shè)計等方面的研究工作。地址：Ahwaz Faculty of Petroleum Engineering，Petroleum University of Technology （PUT）， P.O.Box 63431， Ahwaz， Iran.E-mail：putpezhman@yahoo.com

收稿日期：2015-07-15 修回日期：2016-03-28