摘要:
针对超高温(>220 ℃)深井及万米特深井钻探中现有油基钻井液乳化剂热稳定性不足、油水界面膜易失效的技术难题,基于刚性骨架增强热稳定性和多位点吸附的设计思路,以月桂酸和二苯乙烷等为原料,合成了含双苯环桥连骨架、双长链烷基和双磺酸钙头基的新型超高温乳化剂(UHT-EM)。采用红外光谱和核磁共振氢谱表征了其分子结构。通过耐温性、低频振荡及微观形貌评价了该乳化剂的乳化性能与界面膜强度,并构建了基于UHT-EM的超高温油基钻井液体系。结果表明,1.0%UHT-EM的乳状液在230 ℃老化16 h后的破乳电压为1431 V,250 ℃仍保持729 V,260 ℃仅为430 V,显著优于乳化剂HTM和Span80。低频振荡测试表明其在低应变幅下储能模量G′达649 ~ 801 Pa,且G′始终显著高于G″,表现出以弹性为主导的高强度特征。微观形貌分析表明,乳状液在230 ~ 250 ℃内保持规则的球形和单峰窄粒径分布,260 ℃时因分子锚定与离子交联协同失效而发生聚并失稳。基于UHT-EM构建的超高温油基钻井液(油水比为80∶20、密度为2.0 g/cm3)在230 ℃老化16 h后破乳电压值达1226 V,FLHTHP为28.0 mL。UHT-EM凭借双苯环桥连刚性骨架与双磺酸钙头基的分子协同,显著提高了热分解温度和界面膜强度,在250 ℃表现出优异的乳化稳定性能,可为万米特深井及超高温深井钻探用油基钻井液提供核心材料支撑。
王全得,蒋官澄,冯奇,等. 双苯环桥连型超高温油基钻井液乳化剂的研制与性能[J]. 钻井液与完井液,2026,43(5):603-612. doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.05.004.