纳米乳液与微乳液在油气生产中的应用进展

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1、学兔兔www.xuetutu.com第31卷第2期钴井液与完井液Vo1．31NO．220l4年3月DRILLINGFLUID&C0MPLETIONFLUIDMat．20l4doi：10．3696~．issn．1001—5620．2014．02．022纳米乳液与微乳液在油气生产中的应用进展李超，王辉，刘潇冰，李怀科，罗健生，孙德军(1．山东大学化学与化工学院，济南；2．中海油田服务股份有限公司油田化学研究院，北京)李超等．纳米乳液与微乳液在油气生产中的应用进展【J]．钻井液与完井液，2014，31(2)：79—84．摘要纳米乳液一般指液滴粒径范围在50～2O0rlyrl的乳液，是油相(或水相)

2、分散于水相(或油相)中形成的多相分散体系，是动力学稳定体系，制备过程中需要输入能量。而微乳液是由不相混溶的油、水和表面活性荆形成的外观均匀、透明、稳定的体系，是热力学稳定体系，可以自发形成。由于2者都具有稳定性高、油水增溶性能好、界面张力低等特点，同时2者可以灵活选用表面活性剂和分散相种类、含量等，配制成适合不同条件下的特定类型的纳米乳液和微乳液，因此在钻井液完井液、油基钻井液滤饼清洗、油气增产等方面具有重要的应用价值和前景。但由于纳米乳液与微乳液在外观、稳定性、制备方法等方面有很多相似之处，因此在实际应用和一些文献中常有混淆。分析了2者的相似与区别之处，给出了辨别2者的方法，介绍了他们的应

3、用进展情况，以指导相关理论和实际生产应用。关键词纳米乳液；傲乳液；钻井液添加剂；增产助剂；滤饼清洗中图分类号：TE254-3文献标识码：A文章编号：1001-5620(2014)02．0079。06近年来微乳液、纳米乳液技术在钻井液完井液、液发生相分离，如图1所示。油基钻_井液滤饼清除、同井隔离液、油气井污染修复、清防蜡、防垢、改善压裂效果等方面显出明显效果[I-2]o国外Halliburton、EnergyServicesInc、BJServicesCompany、BakerHughesCESIChemicalSchlumbergerTechnologyCorporation、意大利ENI

4、集团等已先期开展了室内研究，部分技术已进行了现场应用试验。F}1于纳米乳液与微乳液有很多相似之处，因此在实际应用和一些文献中常有混淆。本文在分析图1乳液的失稳过程示意冈2者各自特点的基础上，给出了区别2者的方法，并纳米乳液是非平衡体系，不能自发形成，因此在介绍了他们在钻井液完井液中的应用进展情况。纳米乳液的制备过程中需要输人能量。制备方法可分为高能乳化法[4-7]和低能乳化法【8。。高能乳化法需1纳米乳液要特殊设备，如高压均质器和超声设备等，乳化过程乳液是一种液体以液滴形式分散于另一种与之不成本高。低能乳化法主要是利用储存在表面活性剂体相溶的液体中形成的多相分散体系。纳米乳液的液滴系中的化学

5、能，通过改变温度或组分来改变表面活性粒径通常为50～500nm，其外观随液径大小的不同剂自发曲率，进而诱导体系发生相转变，得到纳米乳呈现透明／半透明(5O～200nln)或乳白色(200～500液，包括相转变组分法(PIC法)Is-hi、反相乳化法【】引、nm)，与普通乳液相同，可分为水包油乳液和油包水相转变温度法(PIT法)[13-161、sub—PIT法1、D相法乳液。纳米乳液粒径小，具有一定的动力学稳定性，和微乳液稀释法[2伽等。目前，在上述几种低能乳化但最终会历经一系列不稳定的过程，如奥氏熟化、絮法中，反相乳化法和相转变温度法的研究较深入，已凝、聚结和分层等，使体系的界面面积降低，导

6、致乳被广泛应用到丁业生产中【9]。反相乳化法的乳化过程第一作者简介：李超，在读硕士研究生，主要从事微乳液、钻完井方面的研究。地址：山东省济南市历城区山东大学化学与化工学院；邮政编码250100；电话13396415993；E—mail：superb_lee@163．corn。学兔兔www.xuetutu.com80钻井液与完井液2014年3月为：在恒定的温度下，将表面活性剂溶于油相中，再成球形胶束，胶束的疏水内核能够增溶少量的油，使逐渐加人水相，最终体系由W／O经历相反转得到0／胶束发生“肿胀”，且平衡时与过量油相共存，这些w乳液，连续相由油相变为水相；反之，将表面活肿胀胶束的粒径通常小于1

7、00nm[。之。如果过量的油性剂加入水相中，再逐渐加入油相。相转变温度法则相被移除，整个体系中只剩下球形肿胀胶束，那么体利用温度调控非离子表面活性剂自发曲率，进而诱导系为单相微乳液即WinsorIV型微乳液。因此，微乳相转变。低温时自发曲率为正值，表面活性剂倾向于液也被认为是肿胀胶束溶液，但不是所有的胶束溶液形成O／W乳液；高温时自发曲率变为负值，表面活都可以进一步增溶形成微乳液。肿胀胶束溶液与微乳性剂更易形