柚子皮制备绿色水基钻井液处理剂及其作用效能研究

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1、第14卷第6期⋯10AD精VAN细CEVANCES石INF油INEP化ETR工OCH进EMIC展AKS一～A柚子皮制备绿色水基钻井液处理剂及其作用效能研究张建甲，张洁，陈刚(西安石油大学化学化工学院，西安710065)[摘要]为探索开发绿色环保钻井液处理剂，利用柚子加工产生的“废物”——柚子皮作为水基钻井液处理剂。评价了柚子皮粉末在钻井液基浆中作用效果，考察了其抗温性、抑制性以及与改性淀粉和PAM的配伍性。实验结果表明，柚子皮粉末具有较好的降滤失作用，但温度高于170℃后失去降滤失作用；柚子皮粉末水提取液对膨润土的水化膨胀有一定的抑制作用；袖子皮粉末与改性淀粉配伍效果优于与PA

2、M配伍效果。鉴于柚子皮在钻井液中良好性能，在此基础上做一些化学改性，柚子皮有望作为绿色、环保、高效的水基钻井液处理剂。[关键词]柚子皮水基钻井液添加剂降滤失柚子是一种芸香科柑橘属水果，柚子皮约占SD一6型多联中压滤失仪、NZ一3A黏滞系数测定整个柚子质量的30％左右。研究表明，柚子皮中仪、液体密度计、NP一01型常温常压膨胀量测定含有大量的木质素、纤维素、可溶性多糖(果胶)、仪，均为青岛海通达专用仪器厂生产；pHS一3C+黄酮类、维生素、柚皮苷、橙皮苷、类柠檬苦素、胡酸度计，咸阳市方舟科技开发公司；DDS—IIA电萝卜素和香精油等¨’4J，其中果胶占柚子皮于重导率测定仪，上海雷

3、磁仪器厂；822e差示扫描量的30％左右¨1。目前，柚子皮除少量用于食品、热仪(DSC)，MettlerToledo。医药、化妆品等领域外，绝大多数成为废弃物。我1．2柚子皮的预处理国是产柚子大国旧j，因此柚子皮的回收利用具有将柚子皮放入鼓风干燥器中105oC下烘干，广阔的前景。用粉碎机粉碎，并用标准检验筛将其按目数分级，植物酚和聚糖类材料能够改善钻井液流变分另0为40—60目、60—80目、80—100目、100～性，降低滤失量，对黏土的水化膨胀具有一定的抑120目、>120目，各等级的柚子皮粉末用密封袋制性"一0

4、，已广泛应用于油田化学领域。基于柚装好备用。子皮中含有酚类(

5、木质素、黄酮等)、纤维素、可溶1．3柚子皮处理水基钻井液的配制与评价性多糖等化合物，将其作为钻井液添加剂，具有天1)基浆配制。量取适量清水加入配浆桶内，然的环保性和可再生性，能够提高柚子加工产业边搅拌边分别缓慢加入0．2％无水碳酸钠和4％的经济效益，同时降低油田废泥浆的处理费用，减膨润土，持续搅拌2h，密封静置养护24h后备少环境污染。用。分别量取350mL上述老化后的基浆，将经预本课题组致力于利用本地优势天然资源开发处理的柚子皮粉末按一定量加入基浆中，100s‘1环保型油田化学材料¨1。15J。本研究探索了柚子皮下高速搅拌20min，所得处理浆分别在25，90，作为钻井液添加

6、剂的作用效能，为进一步开发柚子120，150，170，180oC温度下老化16h(评价其性皮作为天然、高效、环保的油田化学品提供依据。能前需在100s。1下高速搅拌20rain)。1实验部分2)柚子皮配伍性实验用钻井液配制。分别1．1原料与仪器量取4份350mL上述老化后的基浆，分别向其中钙基膨润土；钠基膨润土；柚子皮；无水碳酸加入2．0％改性淀粉、2．0％改性淀粉+0．3％柚钠、氯化钾、聚丙烯酰胺(PAM)，均为分析纯；改性淀粉，工业级。收稿日期：2013—08—19。GJSS—B12K型变频高速搅拌机、BGRL一5作者简介：张建甲，在读硕士研究生，研究方向为油田化学品。型滚

7、子加热炉、ZNN—D6型六速旋转黏度计、2013年11月张建甲等．柚子皮制备绿色水基钻井液处理剂及其作用效能研究l1子皮粉末、0．03％PAM、0．03％PAM+0．3％柚子采用氮气保护，升温速率为10。C／min，记录柚子皮粉末，100S一下高速搅拌20min，然后分别在皮DSC曲线。25℃、120oC下陈化16h(评价其性能前需1002结果与讨论S一高速搅拌20rain)。2．1柚子皮DSC分析3)钻井液性能评价方法。依据国家标准钻井液添加剂的热稳定性是影响钻井液性能GB／T16783--1997(《水基钻井液现场测试程序》，的重要因素之一，因此通过DSC对柚子皮的热稳对用

8、柚子皮处理的水基钻井液性能进行评价。主定性进行考察，分析结果如图1所示。柚子皮粉要评价的性能包括：表观黏度(AV)、塑性黏度末在167．0oc左右开始出现小的吸热峰，相变峰(PV)、动切力(YP)、动塑比(YP／PV)、7．5min滤温度为203．3℃。这说明在167．0oC时柚子皮中失量(FL)、滤饼摩阻(tg)、电导率(K)、pH、密度部分化合物开始受热分解，这有可能对柚子皮处(p)等。理水基钻井液的抗温性能有直接影响。1．4柚子皮抑制性评价1)线性膨胀率评价实验。称取一定量的柚子皮粉末