油基钻井液主乳化剂的合成及性能评价.pdf

长江大学学报 (自科版) 2013年l1月号石油中旬刊 第 10卷 第32期 JournalofYangtzeUniversity NatSciEdit) Nov．2013，Vo1．i0No．32 油基钻井液主乳化剂的合成及性能评价 丁 磊 ，罗春芝 ，肖瑞雪 (长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州434023) [摘要]选用软化点为 124~C的松香与马来酸酐为原料 ，合成 了油基钻井液用马来松香乳化剂，并对其性 能进行进行 了评价 。样 品最佳合成条件为 ：松香软化点为 124~U；松香与马来酸酐的摩尔比为2．4：1。与 常用油基钻井液乳化剂及市售 的马来松香相 比，合成样 品的乳化性能最好 ；合成样 品加量为 2．5％～ 3．5 时，油基钻井液的流变性能很好地满足钻井要求 ；以合成样 品为主乳化剂的油基钻井液 的抗温、抗 盐性能较好。 [关键词]油基钻井液；主乳化剂；性能评价 [中图分类号]TE254．4 [文献标志码]A [文章编号]1673—1409 (2013)32—0096—03 马来松香是由松香和马来酸酐反应得到的，主要用于制造油墨、油漆、涂料、胶黏剂等 。随着 我国页岩气勘探开发的全面铺开 ，油基钻井液得到了越来越广泛的应用 ，而油基钻井液的关键在于主 乳化剂的选择。研究表明，马来松香可作为油基钻井液的主乳化剂_5]，但其乳化性能与松香的软化点、 原料比及合成条件关系很大。为此 ，笔者在室内选择不同软化点的松香 ，在一定条件下合成了一系列马 来松香样品，再从中优选出乳化性能最好的样品并确定其软化点。并 以此为基础 ，改变松香与马来酸酐 的比例，合成了一系列马来松香样 品，并对其乳化性能进行评价。 样品合成及其物性分析 1．1 主要原料 松香 (工业级)；马来酸酐 (工业级)；丙三醇 (工业级)；CaO (工业级)。 1．2 合成方法 首先称取一定量的松香于三 口烧瓶 中，将三 口烧瓶放于油浴锅 中加热，待松香完全熔化后 ，向三 口 烧瓶中加人马来酸酐 ，当温度上升到176℃左右时添加丙三醇 ，然后使温度上升到 200~203℃，加入催 化剂 ，恒温反应 4h，反应结束后 ，倒出反应产物 ，冷却并粉碎后即得到马来松香样 品。 1．3 松香软化点的确定 选用不同软化点的松香为原料，合成 5个马来松香样品。在油基钻井液基本配方 中加入 3％样品配 制成油基钻井液体系，以滤失量和破乳电压为评价标准，分别对其进行性能评价 (见表 1)。由表 1可 知 ，以软化点为 124~C的松香为原材料合成的马来松香样品配制的油基钻井液滤失量最小 ，破乳电压最 高 ，由此可以看出该样品的乳化性能最好。因此 ，选择软化点为 124℃的松香为最佳松香 。 表 1 不同软化点松香对 马来松香性能的影响 样品编号 软化点 ／c AV ／mPa·S PV ／mPa·S YP ／Pa FLAPl／ml FLHTHP／m! E。／v 注 ：热滚条件 ：120℃。16h；油基钻井液基本配方 ：280ml柴油+3％有机土+2 Ca0+1 辅乳化剂+3％润湿剂+120ml20 CaCI2盐水+3 降滤失剂。下 同。 AV为表观黏度；PV为塑性黏度 ；YP为动切力 ；FLAPI为 API滤失量 ；FLHTHP为高温高压滤失量 ；E 为破乳电压 。 [收稿日期]2013—07—12 [作者简介]丁磊 (1988一)女，硕士生，现主要从事钻井液与完井液方面的研究工作 。 第 1O卷 第 32期 丁磊等 ：油基钻井液主乳化剂的合成及性能评价 粕盟 。： 。 1．4 原料配 比的确定 改变松香及马来酸酐的摩尔数 比，其他条件保持一致 ，合成 7个样品。在油基钻井液基本配方 中加 入 3 样品配制成油基钻井液体系 ，以滤失量和破乳电压为评价标准 ，分别对其进行性能评价 (见表 2)。 从表 2可以看出，随着松香和马来酸酐摩尔比的增加 ，钻井液滤失量先下降后上升，破乳电压先上升后 下降，流变性参数基本呈上升趋势 。当松香和马来酸酐摩尔 比为 2．4：1时，合成样品所配制 出的油基 钻井液体系的滤