油基钻井液用高性能乳化剂的研制与评价

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∶15时,加入2.0%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(1 000 V)、乳化率高(91.0%)、析液量低(0.7 m L)的特点,而且乳状液液滴尺寸分布均匀,没有发生明显的聚集。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1.2~2.0 g/cm3之间可调,抗温达220℃,流变性能好,能抗40%水或15%劣质土的污染。     

油基钻井液新型高效乳化剂的研制与评价

为提高油基钻井液用乳化剂的抗高温能力及稳定性,以双酚F、氯磺酸、乙醇胺等为主要原料,通过醚化反应、磺化反应和酯化反应合成一种新型亲油性乳化剂NGE-1。利用FTIR表征其分子结构,并通过测定油水界面张力和电稳定性,分析了该乳化剂性能及乳状液的稳定性。结果表明,合成的乳化剂结构中含有预先设计的基团,乳化剂NGE-1降低油水界面张力能力明显,乳化稳定性能良好,在200℃高温老化条件下破乳电压可达到580 V,且老化静置24 h后乳化率可达96%。在该乳化剂基础上,通过优选其他处理剂,构建了新型油基钻井液体系并进行性能评价,研制了一套密度达2.4 g/cm3、抗温能力可达200℃、同时可抗15%盐侵的油基钻井液体系。      

油基钻井液用OET乳化剂的研制

利用引进的俄罗斯专利技术,使用国内油脂加工废料与有机碱为原料,合成了油基钻井液用可降解乳化剂CET;制备了CET油基钻井液（CET体系）,与大庆现用油基钻井液（大庆体系）进行了组成、基本性能对比。CET体系不含润湿剂,组分数较少（因而生产成本较低）,滤失量较低,破乳电压较高（即乳化稳定性较好）。油水比7：3的CET体系和加入2％有机胺稳定剂的油水比6：4的CET体系,破乳电压均在300V以上;有机土加量增大使破乳电压、视黏度有一定幅度增加,磺化沥青加量增加的影响较小;油水比8：2的CET体系抗黏土（1％～4％）、地层水（1％～4％）污染的能力与大庆体系相当。图1表5参1。     

油基钻井液用CET乳化剂的研制

利用引进的俄罗斯专利技术,使用国内油脂加工废料与有机碱为原料,合成了油基钻井液用可降解乳化剂CET;制备了CET油基钻井液(CET体系),与大庆现用油基钻井液(大庆体系)进行了组成、基本性能对比。CET体系不含润湿剂,组分数较少(因而生产成本较低),滤失量较低,破乳电压较高(即乳化稳定性较好)。油水比7:3的CET体系和加入2%有机胺稳定剂的油水比6:4的CET体系,破乳电压均在300 V以上;有机土加量增大使破乳电压、视黏度有一定幅度增加,磺化沥青加量增加的影响较小;油水比8:2的CET体系抗黏土(1%~4%)、地层水(1%~4%)污染的能力与大庆体系相当。图1表5参1。     

油基钻井液用粉状乳化剂性能评价

采用2,6-二氨基吡啶、有机胺、有机酸合成了油基钻井液用固体粉状乳化剂,该乳化剂熔点为120℃,HLB值为1.7,为玻璃态固体,易于粉碎。通过红外光谱对该乳化剂分子结构进行表征,从—CONH2吸收峰看出,合成过程中发生了酰胺化反应。对乳化剂在不同油水比钻井液中的乳化能力和柴油基、白油基钻井液配制效果进行了性能评价。结果表明,乳化剂的加量为3%时,其在不同油水比钻井液中具有良好的乳液稳定性,当油水比为7∶3时,乳液破乳电压大于600 V,乳化率为100%;抗温达180℃,钻井液破乳电压为625 V,提高黏度和切力效果好,动塑比在0.30 Pa/m Pa·s以上;热稳定性好,在150℃下连续老化48 h,流变性基本无变化,破乳电压大于700 V,表明该固体粉状乳化剂具有良好的乳化和抗高温性能。     

低毒高性能油基钻井液研制与评价

针对常规油基钻井液毒性高、污染能力强、常规乳化剂乳化性能差等问题,采用大庆油田长垣重烃,经分离、洗涤、加氢、脱硫、脱芳精制处理后,研制出一种低毒高性能基油,合成了两种相互配伍、乳化性能好的乳化剂,确定了一种低毒高性能油基钻井液配方,并对钻井液进行了性能评价.研制的低毒高性能油基钻井液在高温高压下的滤失量≤10 mL,破...     

抗高温油基钻井液主乳化剂的合成与评价

以妥尔油脂肪酸和马来酸酐为主要原料合成了一种油基钻井液抗高温主乳化剂HT-MUL,并确定了妥尔油脂肪酸单体的最佳酸值及马来酸酐单体的最优加量。对HT-MUL进行了单剂评价,结果表明HT-MUL的乳化能力良好,配制的油水比为60:40的油包水乳液的破乳电压最高可达490 V,90:10的乳液破乳电压最高可达1000 V。从抗温性、滤失性、乳化率方面对HT-MUL和国内外同类产品进行了对比,结果表明HT-MUL配制的乳液破乳电压更大、滤失量更小、乳化率更高,整体性能优于国内外同类产品。应用主乳化剂HT-MUL配制了高密度的油基钻井液,其性能评价表明体系的基本性能良好,在220℃高温热滚后、破乳电压高达800 V,滤失量低于5 mL。HT-MUL配制的油基钻井液具有良好的抗高温性和乳化稳定性。      

油包水钻井液用乳化剂的研制

为提高油包水钻井液的稳定性,采用有机酸、烷醇酰胺和聚醚羧酸盐3种表面活性剂制备了一种新型抗高温乳化剂YJR-1。采用破乳电压法和近红外扫描法评价了YJR-1的乳化性能,并考察了YJR-1的抗高温老化性能和油水比对其乳化效果的影响,分析了YJR-1的作用机理。实验结果表明,YJR-1的乳化性能良好,能抗200℃高温陈化;随油水比的减小,其乳化性能未明显降低,所配制的油水体积比为6∶4的钻井液在150℃下老化16 h后,破乳电压仍达302 V。YJR-1主要通过大幅度降低油水界面张力,并在油水界面形成高强度的界面膜来维持钻井液体系的稳定性。     

油基钻井液乳化剂的制备与性能评价

钻井液乳化剂是油井钻探中的重要化学品之一,其性能评价对于钻井工程的成功进行具有重要意义。优秀的乳化剂能确保钻井液的稳定性和流变性能。在选择乳化剂时,应充分考虑其理化性能和体系综合性能,以确保钻井工程的成功进行。本研究以植物油酸、二乙烯三胺、马来酸酐为主要原料,制备了6种乳化剂产品,并对其进行理化性能评价和体系综合性能评价。实验结果显示,乳化剂PF-MOEMUL1、PF-MOCOAT1、PF-MOEMUL2、PF-MOCOAT2满足所有指标要求,在理化性能评价和体系综合性能评价的关键指标上有良好的性能,为钻井工程提供可靠的保证。而乳化剂PF-MOEMUL3、PF-MOCOAT3在倾点和塑性黏度方面未能达到指标要求。可能导致乳液不稳定、流变性能不佳等问题,从而影响钻井工程的顺利进行。通过对钻井液乳化剂的性能评价,对乳化剂的选择和应用提供了有效的参考指导。     

油基钻井液高温乳化剂的制备与性能评价

为了提高油基钻井液用乳化剂的抗温性,以植物油酸、二乙烯三胺、马来酸酐为主要原料,制备了油基钻井 液高温主乳化剂（PF-EMUL HT）和辅乳化剂（PF-COAT HT）。利用红外光谱和热重分析表征了2 种乳化剂的分 子结构及耐温性。通过测定动态界面张力、乳化效率和乳液电稳定性,分析了2 种乳化剂的乳化能力及抗温能 力,提出了可能的乳化机理。同时,研究了乳化剂加量、油水比、温度和密度对所配制钻井液的影响。结果表明, PF-EMUL HT具有酰胺化基团,PF-COAT HT具有酰胺基、羧基等多官能团结构。2 种乳化剂均能有效降低油水 界面张力,二者复配制得的乳液经232 ℃高温老化后的破乳电压大于370 V,乳化效率为96%。配制的油基钻井 液在150～232 ℃、油水比为60∶40～90∶10 的条件下老化后均具有良好的稳定性,可满足高温高压井、定向井等 的作业需求。     

钻井液用原油乳化剂YR-1的研制与性能评价

以阴离子和非离子表面活性剂复配制备原油乳化剂YR-1,并进行了性能评价。室内评价结果表明,该乳化剂可使混油后的钻井液表观黏度降低25%以上,抗盐能力强,降低钻井液滤失量,增强抑制性,有利于钻井液流变性控制,减小深井、小井眼井钻井液循环压耗。     

可逆转油基钻井液体系配制及性能评价

通过可逆转乳化剂和流型调节剂的筛选,确定了可逆转油基钻井液体系配方,即用5^＃白油与氯化钙含量25％水溶液构建油水比60：40基液＋1％石灰＋2％可逆转乳化剂HN408＋1．5％辅乳剂RSE＋1％降滤失剂HFR＋2％有机土＋1％流型调节剂HSV＋重晶石至密度达1．2g／cm^3。对该钻井液体系进行抗温、抗钻屑和海水污染、泥饼清除、储层保护性能评价,结果表明,该钻井液体系具有很强的抗温和抗污染能力;能使油包水乳液转变成水包油乳液,因而在完井时泥饼易于清除;储层保护效果好,渗透率恢复值在85％以上。     

新型油基降滤失剂FCL的研制及评价

采用α-烯烃与苯乙烯乳液聚合的方法,利用乙酸酐与浓硫酸进行适度磺化,得到一种亲白油的高分子量聚合物,这种高聚物经过进一步氢化反应,制得一种油基钻井液降滤失剂FCL,其在白油中以胶体形式出现,不会破坏钻井液性能,同时这种胶体尺寸能封堵泥饼中的孔隙,从而达到降滤失的效果。性能评价结果表明,其最佳加量为1.5%,在180℃、3.5 MPa的高温高压滤失量为8.4 m L,优于国外同类产品phlips D21;在密度低于1.5 g/cm3时,油基降滤失剂FCL对油基钻井液的流变性影响较小,在高密度油基钻井液中,表现出更高的降切性能,可使密度为2.0 g/cm3的油基钻井液动切力维持在15 Pa以下。     

可逆转乳化钻井液乳化剂的研究

根据可逆转乳化钻井液体系的性能要求,对其乳化剂体系进行了研究。优选出酸接触可逆转的有机胺类主乳化剂HN408,可提高乳液稳定性的助乳化剂RSE,以及有助于稳定乳液并能改善酸转相后水包油体系流变性的助表面活性剂RSO。确定了各乳化剂的最佳加量为：HN4082％,RSE1％,RSO0．4％。由此建立了可逆转乳化钻井液体系,该体系在酸转相前后,均具有良好的流变性、热稳定性及较低的高温高压滤失量。     

基于老化油研制钻井液用润滑剂

油田地面生产的副产品老化油具有复杂的界面特性,脱水处理困难。利用老化油的乳化稳定性能,将老化 油用于制备钻井液用润滑剂,可避免脱出老化油中的泥、砂、水。优选了该润滑剂的组分及加量,评价了润滑剂 的性能。结果表明,基于老化油研制钻井液用润滑剂的乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚（OP-4）、润湿剂为十二烷基 苯磺酸钠（ABS）、稳定剂为羧甲基纤维素钠（Na-CMC）。最佳配方为：100 mL钻井液+3 mL老化油+1.5 g OP-4+ 0.15 g ABS+0.015 g Na-CMC。在膨润土基浆中加入润滑剂,体系的密度、表观黏度和泥饼黏附系数均符合企业 标准的要求。以老化油作为基础油研制钻井液用润滑剂是一种可行的老化油资源化处理方案。