生物柴油钻井液的研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第30卷第6期钻井液与完井液Vo1．30No．62013年11月DRILLINGFLUID&COMPLET10NFLUIDNOV．2013【理论研究与应用技术】生物柴油钻井液的研究杨洁，徐同台，武星星。，潘小镛，侯瑞雪。(1．北京石大胡杨石油科技发展有限公司，北京；2．西安石油大学石油工程学院，西安；3．东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆)杨洁等．生物柴油钻井液的研究[J]．钻井液与完井液，2013，30(6)：3640．摘要将生物柴油用于配制油基钻井液，可以缇解用柴油和矿

2、物油作基础油的污染环境、成本高等缺点阐述了生物柴油的特征。由于生物柴油的主要成分脂肪酸甲酯是极性分子，因此基础油之间以及基础油与处理剂之间的作用力与柴油作基础油时不同，所以必须对生物柴油钻井液的添加剂及其加量进行优选。经过大量性能评价实验及正交实验，优选出了全油基生物柴油钻井液基础配方；采用动态沉降评价方法，通过调整增效剂、重晶石品种及重晶石颗粒度、对不同品种重晶石的混合使用，进一步优化了钻井液配方，形成了抗150c【高温全油基生物柴油钻井液配方。通过抗污染实验证明，该体系有很好的抗水、土和石膏污染能力，能够满

3、足现场的应用需求关键词生物柴油钻井液；全油基钻井液；钻井液配方；环境保护中图分类号：TE254_3文献标识码：A文章编号：1001—5620(20l3)06—0036—05油基钻井液越来越多地应用于高温高压井、海的“绿色能源”[2-5]o生物柴油的特点有：①较高的上钻井、水平井、大斜度定向井、页岩气钻井等高含水率；②密度小于水，相对密度在0．872～0．889难度钻井工程，其面临的环境保护问题也日益严峻。之间；③较好的润滑性能；④有利于环境保护，生此外，柴油、矿物油容易起火并且成本较高，这些物柴油是纯天然生物的

4、提取物，降解速率是其他燃都限制了油基钻井液的使用。然而，用生物柴油料的好几倍，降解率接近100％，基本不含硫化物(Biodiese1)代替柴油和矿物油可以缓解这些缺点，的污染；⑤实际应用具有安全性'，燃点、闪用生物柴油配制的钻井液有很大的潜在开发价值[1-3]o点较高；⑥生产原料来源广泛[21，如菜籽油、棉籽油、国内外关于生物柴油应用于钻井液方面的研究文大豆油、花生油、玉米油、猪油、牛油、藻类油脂、献很少，生物柴油钻井液的研制目前还处于初期阶地沟油等，目前世界上超过95％的生物柴油是以段，在中国有一篇文献提及到

5、生物柴油钻井液的研食用油为原料制备的，不同原料制备的生物柴油理究[4]。MeishanWang，MingboSun等在文章中对化特性有所差异。生物柴油与0柴油的区别见表l。生物柴油的性能进行了研究，在常温和高温下分别2全油基生物柴油钻井液研究把生物柴油和用来配制油基钻井液的白油性能进行了对比，研究了生物柴油抑制页岩膨胀的能力。通生物柴油的主要成分为脂肪酸甲酯，0柴油的过室内研究，形成了一套抗150qC高温的全油基生主要成分为C16～C20碳氢化合物(烷烃、环烷烃物柴油钻井液配方。及芳烃)，2者的主要成分不同，分

6、子结构差异大，也就使得生物柴油有区别于柴油的一些特性：①生1生物柴油特性物柴油的脂肪酸甲酯是极性分子，极性比0柴油生物柴油是指以油料作物、野生油料植物、餐大，分子间的作用力包括偶极作用和范德华力，比饮废油等为原料，通过酯交换工艺制成的有机脂肪0柴油的分子间作用力(范德华力)大，因此受温酸酯类燃料，主要化学成分为脂肪酸甲酯，是典型度的影响比0柴油小；②在钻井液中，处理剂与生第一作者简介：杨洁，工程师，2011年获西南石油大学应用化学硕士学位，主要从事钻井液、油田化学方面研究工作。地址：北京昌平科技园区火炬街23号

7、；邮政编码102200；电话13810332007；E．mail：yangl030jie@163．com。学兔兔www.xuetutu.com第30卷第6期杨洁等：生物柴油钻井液的研究37物柴油之间的作用力包括偶极作用、范德华力、氢用OFI900黏度计与沉降鞋进行测定，采用改进的键作用(酯羰基氧原子可以作为氢键受体，与含有ViscometerSagTest(VST)方法J。活泼氢的化合物，如水、醇、胺及酰胺等形成氢键)，2．2钻井液添加剂的优选而处理剂与0柴油之间的作用力为范德华力，因此由于地沟油生物柴油的质量

8、不稳定，选用菜籽相同的处理剂与生物柴油和0柴油之间的作用力种油生物柴油进行实验。由于生物柴油不同于0柴油类和大小不同，适用于0柴油钻井液的处理剂可能的特性，部分在柴油钻井液中使用效果好的添加剂在生物柴油钻井液中不适用。可能不适用于生物柴油钻井液，因此需要对添加剂表1生物柴油与0柴油-眭能的对比进行优选。生物运动黏度／闪点／灰分／水分／热值／2．2．1有机土3柴油(g／cmrnm2／s)