抗高温气制油基钻井液用乳化剂研制和性能评价.pdf

学兔兔 第29卷 第6期 钻 井 液 与 完 井 液 V_01．29 No．6 2012丘 l1月 DRILLING FLUIDCOMPLETION FLUID NOV．20l2 【理论研究与应用技术】 抗高温气制油基钻井液用乳化剂的研制和性能评价 王茂功， 徐显广， 苑旭波 (中国石油集团钻井工程技术研究院，北京) 王茂功等．抗高温气制油基钻井液用乳化剂的研制和性能评价[J]．钻井液与完井液，2012，29(6)：4-5，9． 摘要 利用与气制油具有较好互溶性的有机酸NAA分别与具有多反应节点的链状有机胺NAM．1和NAM一2发 生酰胺化反应，制备了气制油基钻井液用抗高温主、辅乳化利。采用FTIR、乳化率、电稳定性和气制油钻井液配 方对主、辅乳化剂进行了表征和性能评价，结果表明：在主、辅乳化剂的合成过程中发生了酰胺化反应．该梳型弧 状乳化剂分子量较传统的乳化剂大幅度增大；主、辅乳化剂总加量为2％(配比为1：1)时配制的气制油包水乳液， 在220 oC的高温条件下乳化率为83％，破乳电压为508V；主、辅乳化剂加量均为25 kg／m 时配制的密度为2-3 g／cm 的气制油基钻井液，在温度为220℃时破乳电压为1 048V。说明制备的乳化剂具有良好的乳化和抗高温性能。 关键词 乳化剂；气制油；合成基；抗高温；高密度 中图分类号：TE254．4 文献标识码：A 文章编号：1001—5620(2012)06．0004—02 气制油合成基钻井液与低毒矿物油基钻井 剂 。主乳化剂的合成示意图见图1，辅乳化剂的合 液相比，具有运动黏度低、钻速快、环境保护 成示意图与之类似。 性好等优势，因此得到了广泛的研究和应用[1-4]。 随着常规油气资源的不断减少，石油勘探开发不断 亲油罄闭、 麻活性蕊 威}再性芝 t／ ’ ●．-I椠7k盛i．-I綮水 lL - 向深层钻进，这对气制油合成基钻井液的抗温性能 订机媛 有机胺 提出了更高的要求。乳化剂是气制油合成基钻井 高漱搅摊8酰胺化反成 液中的关键组分，然而大部分乳化剂在温度大于 删 乳删 1 80℃时会受热分解失去作用，造成气制油钻井液 体系的电稳定性大幅度下降、重晶石沉淀，严重影 图1 主乳化剂合成示意图 响体系的整体性能。目前，还未见到有关抗高温气 制油合成基钻井液乳化剂的相关文献报道，因此对 2 乳化剂的表征与性能测定 抗高温气制油基钻井液用乳化剂进行了研究。 2．1 乳化剂的红外谱图分析 采用Thermo Nicolet NEXUS型红外光谱仪对 1 乳化剂的制备 主、辅乳化剂进行红外谱图分析，结果见图2。如 按照一定比例，将与气制油具有较好溶合性 图所示 ：1 780 cm (C二O)，1 710 cm (C二O) 的有机酸NAA和具有多反应节点的链状有机胺 和1 460 cm (C—N)为酰亚胺的特征峰，说明主、 NAM．1(或NAM一2)加入到四口烧瓶中，于一定 辅乳化剂合成过程中发生了酰胺化反应，生成了具 温度下发