重晶石是油田最重要的加重材料,油田主要通过吸附钻井液改性剂达到亲油和亲水的效果,以满足不同的加重条件,但是对重晶石与钻井液改性剂的作用机理没有统一的认识,本文主要通过重晶石吸附不同钻井液改性剂,借助XPS和红外等方法,进行吸附机理分析。实验选择了油酸钠、硬脂酸、硬质酸钠、十二烷基苯磺酸钠、DTAB、十八烷基胺、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、SD-102、六偏磷酸钠、硅酸钠、SP-80、卵磷脂作为表面改性剂对重晶石进行改性,通过对重晶石的提纯、不同改性剂吸附条件优选,同时,借助XPS和红外光谱相结合的方法,找到不同改性剂的吸附机理。通过XPS和红外光谱测试发现,钻井液改性剂的吸附存在旧化学键的断裂和新化学键的形成,油酸钠作用机理为油酸钠中的O-Na键解离,油酸钠中不饱和的O与重晶石表面的Ba结合,引起了电子结合能的变化,发生了化学位移;十八烷基胺在重晶石表面为物理吸附,不存在化学键的变化;卵磷脂两个羟基发生解离,不饱和的N和P分别与重晶石表面的Ba和S连接,所以卵磷脂以化学吸附的形式吸附在重晶石表面;SP-80溶于乙醇后,羟基断裂溶于乙醇中,从而暴露出不饱和键,所以SP-80中不饱和碳与重晶石表面的S结合;SD-102中的Na离子解离,SD-102中不饱和的氧与重晶石表面的Ba结合,也就是说SD-102是以化学吸附的形式吸附在重晶石表面的,这里测得的Ba-O键结合能不是原重晶石中的Ba-O键结合能。