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油基钻井液用多元类结构环保乳化剂

程丙方 王承俊 卜凡康 鲍伶函 王重重 相鹏

程丙方,王承俊,卜凡康,等. 油基钻井液用多元类结构环保乳化剂[J]. 钻井液与完井液,2026,43(0):1-6
引用本文: 程丙方,王承俊,卜凡康,等. 油基钻井液用多元类结构环保乳化剂[J]. 钻井液与完井液,2026,43(0):1-6
CHENG Bingfang, WANG Chengjun, BU Fankang, et al.Research on class structural environmentally friendly emulsifiers for oil-based drilling fluids[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(0):1-6
Citation: CHENG Bingfang, WANG Chengjun, BU Fankang, et al.Research on class structural environmentally friendly emulsifiers for oil-based drilling fluids[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(0):1-6

油基钻井液用多元类结构环保乳化剂

基金项目: 中石化集团公司项目“钻井液用合成基础油及体系研究与应用”(P23115)研究成果。
详细信息
    作者简介:

    程丙方,男,高级工程师,主要从事钻井液技术研究工作。E-mail:wangchengjun_1989@163.com

  • 中图分类号: TE242

Research on Class Structural Environmentally Friendly Emulsifiers for Oil-based Drilling Fluids

  • 摘要: 采用含有环保脂酯类衍生物环氧脂肪酸酯为原材料与多胺反应形成具有双子表面活性剂结构的主乳化剂,再以主乳化剂为原材料,通过部分磺化形成具有类似结构的油基钻井液用多元类结构环保乳化剂。通过红外与质谱表征确定了乳化剂分子结构,抗温能够达到180℃,破乳电压达到900 V以上,乳化率超过90%。能够适应低油水比油基钻井液环境,适应不同基础油配制的钻井液体系。适应不同密度钻井液体系。具有优异的生物可降解能力。建立了一种乳滴微观形貌的评价方法来判断乳化剂形成乳滴的稳定性,确定了乳化剂加量高的条件下可以有效改善油包水乳滴的均匀性与高温稳定性。

     

  • 图  1  多元类结构环保乳化剂合成工艺

    图  2  主乳化剂与多元类结构环保乳化剂乳化剂红外光谱

    图  3  主乳化剂与多元类结构环保乳化剂质谱对照分析图

    图  4  多元类结构环保乳化剂对比纤维素参照样的生物降解效果

    图  5  白油与氯化钙盐水油水比80︰20乳液微观形貌

    表  1  不同结构的复合乳化剂乳化效果对比

    序号 乳化剂 特征结构 乳化率/% 破乳电压/V
    1 多元类结构
    环保乳化剂
    二乙烯三胺 97 970
    2 TEFN 三乙烯四胺 93 627
    3 FEFN 四乙烯五胺 84 521
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    表  2  不同主辅乳化剂配比复合乳化剂形成钻井液老化前后乳化效果

    主辅乳化剂摩尔比老化条件乳化率/%ES/V
    4∶1老化前97970
    180℃、16 h95732
    8∶1老化前98682
    180℃、16 h86422
    1∶2老化前72210
    180℃、16 h68202
    1∶0老化前98473
    180℃、16 h82301
    0∶1老化前5742
    180℃、16 h5536
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    表  3  不同油水比下多元类结构环保乳化剂钻井液老化前后乳化效果

    油水比PV/mPa·sYP/PaFLHTHP/mLES/V
    90︰10333.52.61346
    80︰20388.52.2985
    70︰304210.02.4572
    60︰4045112.8513
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    表  4  不同密度下多元类结构环保乳化剂钻井液老化前后乳化效果

    ρ/
    g/cm3
    老化
    条件
    PV/
    mP·s
    YP/
    Pa
    ES/
    V
    沉降
    系数
    1.5 老化前 28 4.5 615
    180℃、24 h 22 3.0 521 0.506
    1.8 老化前 38 8.5 985
    180℃、24 h 33 5.0 624 0.510
    2.0 老化前 42 10.5 1070
    180℃、24 h 38 7.0 812 0.514
    2.2 老化前 53 11 1254 /
    180℃、24 h 48 9.0 723 0.518
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    表  5  复合乳化剂所形成酯类油基钻井液性能评价

    钻井液 老化
    条件
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    FLHTHP/
    mL
    ES/
    V
    白油基 老化前 38 8.5 2.2 985
    180℃、24 h 33 5.0 2.6 624
    柴油基 老化前 36 6.0 2.4 654
    180℃、24 h 42 4.0 3.0 521
    液蜡基 老化前 44 10 1.8 925
    180℃、24 h 46 6.5 2.2 712
    合成酯 老化前 46 10.5 1.6 1127
    180℃、24 h 42 7.0 2.0 810
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-09-03
  • 修回日期:  2025-10-21
  • 网络出版日期:  2026-01-28

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