油基钻井液用高性能乳化剂的研制与评价

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1、学兔兔www.xuetutu.com第3l卷第6期钻井液与完井液V01．3lNO．62014年l1月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDNOV．2014doi：10．3969~．issn．1001—5620．2014．06．001油基钻井液用高性能乳化剂的研制与评价王旭东，郭保雨，陈二丁，张海青，王俊，钟春(1．中石化胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司，山东东营；2．胜利油田博士后科研工作站，山东东营)王旭东等．油基钻井液用高性能乳化剂的研制与评价[J】_钻井液与完井液，20l4，3l(6)：1-4．摘要与传统的单链表面活性剂相比，低聚型表面活性剂作乳化剂具有

2、更多优点。通过一种简单的方法，用有机酸、二乙烯三胺以及二氯亚砜等合成了一种三聚型酰胺类非离子表面活性剂。该乳化剂具有3个头基——酰胺基和3条烷基链，使其具备很强的分子内和分子间作用力，其分子在油水界面聚集吸附时，同时存在烷基链之间的分子内相互作用和依靠氢键而形成的分子间相互作用，极大地提高了其构建和稳定油包水乳状液的能力。研究表明：油水比为85：l5时，加入2．O％AM．1，并以0．4％十二烷基苯磺酸钠作辅乳化剂配制的乳状液在50～220℃的温度范围内具有破乳电压值高(>1000V)、乳化率高(>91．0％)、析液量低(<0．7mL)的特点，而且乳状液液滴尺寸分布均匀，没有发生明显的

3、聚集。以这种高性能乳化剂、改性腐植酸类降滤失剂SLJ．1和自制有机土为主处理剂，形成了一种抗高温油基钻井液体系，其密度在1．2～2．0g／cm之问可调，抗温达220℃，流变性能好，能抗40％水或15％劣质土的污染。关键词乳化剂；低聚型表面活性剂；油基钻井液；抗高温；合成中图分类号：TE254．4文献标识码：A文章编号：1001．5620(2014)06—0001—04目前，国内外常用的油包水型乳化剂主要有高级成了酰胺类的低聚型表面活性剂，该乳化剂表现出脂肪酸皂、Span80、油酸、环烷酸酰胺、环烷酸钙、很强的乳化能力和抗高温能力，但是其合成过程中石油磺酸铁、脂肪酸的胺类衍生物等[1】

4、，主要是以单需要高温，条件苛刻，生产成本较高。Wagel等[8研链的表面活性剂为主，价格相对便宜，但是加量大、发出了阳离子低聚型表面活性剂，用其作乳化剂配乳化效果差、抗高温能力不足。笔者所在的课题组通制的油基钻井液在高温高压下流变性良好，并且具过对表面活性剂的优选复配，研制出了能抗220℃高有优异的润滑性和高渗透率恢复值，但是阳离子型温的油包水型乳化剂，虽然效果较好，但是加量较乳化剂与其它处理剂的配伍性较差，需要使用特定大[2】。为了研制高性能的乳化剂，一类新型的表面活的醇类作为内相，限制了其应用。本文通过一种简性剂——低聚型表面活性剂被引入到油基钻井液体系单的合成方法，制得一种三聚

5、型酰胺类非离子表面中。低聚型表面活性剂，是将2～5个的表面活性剂活性剂，它具有加量低、乳化能力强、能抗高温等单体，在其头基或靠近头基部分用联接基团通过化学特点，适合作为抗高温油基钻井液的主乳化剂，而键联接在一起而形成的一类新型表面活性剂[3-4]o与且合成方法简单，反应条件温和，适宜于工业化生产。传统的单链表面活性剂相比，低聚型表面活性剂具有更高的表面活性、更好的热稳定性、更丰富的相行为、1实验部分更强的乳化和润湿能力[5】。Mueller等[6合成了含有1．1主要材料聚氧乙烯链的低聚型表面活性剂，该乳化剂表现出很强的乳化能力，但是由于聚氧乙烯链的加入导致该乳二氯亚砜，油酸，棕榈酸，

6、月桂酸，硬脂酸，化剂并不具备很强的抗高温能力。Navarrete等[合二氯甲烷，二乙烯三胺，碳酸钠，三乙胺，十二烷基金项目：中石化集团公司科技攻关项目“油基钻井液现场制备和应用关键技术研究”(JP13011)；工程公司博士后项目“油基钻井液用乳化剂的研究”(GKB1220)。第一作者简介：王旭东，博士，1984年生，2012年毕业于山东大学胶体与界面化学专业，主要从事油基钻井液的理论和技术研究。地址：山东省东营市东营区；邮政编码257064；电话13561081793；E—mail：wxd031102，@163．tom。学兔兔www.xuetutu.com2钻井液与完井液2014牟l

7、1月基苯磺酸钠，氯化钙和氧化钙，均为化学纯。化评价方法：将乳状液倒人高温老化罐中，在一定温度下老化16h，测试乳状液的性能，评价乳状液的热1．2主要仪器稳定性。高速电动搅拌机，恒温水浴锅，六速旋转黏度计；电稳定分析仪；离心机；GRL型滚子加热炉；光学2结果与讨论显微镜。2．1三聚型乳化剂AM一1的研制1．3实验方法抗高温油基钻井液用乳化剂分子设计基于以下几1．3．1低聚型乳化剂的合成点：①主链采用c—c单键结构，因为c—c单键的在长链有机酸(油酸、棕榈酸、