水包油乳狀液消泡劑研究

前言

目前，在遼河油田地區(qū)消泡劑類型只有油基一種，為了滿足長城鉆探鉆井液用消泡劑執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)MS/GWDF-01-2008的要求，適應(yīng)市場的需求和發(fā)展，本文研究一種新型消泡劑，即水包油乳狀液消泡劑，該消泡劑優(yōu)點：消泡效果好、性能穩(wěn)定、安全環(huán)保、無熒光、成本低。

1 實驗部分

水包油乳狀液中含油量最高不超過74%，超過74%會發(fā)生反轉(zhuǎn)。通常使用的水包油乳狀液含油量為30%-60%，這樣性能比較穩(wěn)定[1]。制備穩(wěn)定的乳狀液，關(guān)鍵是選擇乳化劑，根據(jù)HLB法制備水包油型乳狀液應(yīng)選擇HLB值為8-18的乳化劑[2]，乳化不同的物質(zhì)，所需的乳化劑的HLB值不同，例如乳化芳香烴礦物油為12，乳化烷烴礦物油為10，石蠟為10，煤油為14[3]。本文研究的新型水包油乳狀液消泡劑為無毒無熒光安全環(huán)保型，因此通過熒光儀器來確定油相為白油，乳化的HLB值為10左右，下面幾種乳化劑的HLB值為SP-80（4.3）、吐溫80（15）、OP-10（13.6）、1#復(fù)合乳化劑（8.2）、2#復(fù)合乳化劑（10.4）、AEO（13.8）其次考慮乳化劑與分散相和分散介質(zhì)的親和性，再次考慮熱穩(wěn)定性。

1.1評價方法

根據(jù)長城鉆探鉆井液用消泡劑執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)MS/GWDF-01-2008的要求，評價消泡劑的試驗方法為：（1）淡水漿 取三個杯子分別加入300 ml蒸餾水再加入0.9 g碳酸氫鈉再加入45 g評價土，用羧甲基纖維素鈉（高粘）調(diào)表觀粘度為19-21mpa·s高攪20 min養(yǎng)護24小時待用，然后取上述其中的一個淡水漿杯子高攪3 min倒入500 ml量筒中靜止10 min觀察其體積計為V0，再取另一個淡水漿杯子加入10% 的十二烷基苯磺酸鈉溶液0.1 ml， 高攪3 min倒入500 ml量筒中，靜止10 min，觀察其體積計為V1，在第三個淡水漿杯子中加入10% 的十二烷基苯磺酸鈉溶液0.1 ml，高攪3 min取下立即加入0.2% 的消泡劑高攪1 min倒入500 ml量筒中觀察其體積計為V2，消泡率計算η﹦V1-V2/V1 -V0 。（2） 鹽水漿 配制4%的鹽水，分別用三個杯子取配制好的4%的鹽水300 ml加入0.9 g碳酸氫鈉再加入45 g評價土用羧甲基纖維素鈉（高粘）調(diào)表觀粘度為17-27mpa·s高攪20 min養(yǎng)護24 h待用，方法同（1），只是在第二個鹽水漿杯中加入10% 的十二烷基苯磺酸鈉溶液為1.9 ml。（3）飽和鹽水漿 配制飽和鹽水，分別用三個杯子取配制好的飽和鹽水300 ml方法同（2），只是在第二個飽和鹽水漿杯中加入10% 的十二烷基苯磺酸鈉溶液為1.0 ml。

1.2 乳化劑的優(yōu)選

取白油水比為4：6用上述幾種乳化劑進行復(fù)配調(diào)至HLB值為10左右，然后配制成乳狀液，采用靜止觀察法，觀察乳狀液的穩(wěn)定情況結(jié)果見表1：

表1結(jié)果表明，乳化劑類型不同，其HLB值也有所不同，配制消泡劑的乳化效果也不一樣，從中選出效果好的乳化劑2#復(fù)合乳化劑作為消泡劑的乳化劑。同時對其進行加量的優(yōu)選，結(jié)果見表2：

表2表明，2#復(fù)合乳化劑的加量為15-20%乳化效果最好，性能最穩(wěn)定。

1.3穩(wěn)定劑加量的確定

在水包油乳狀液的研究過程中，一般在水溶液中加入增粘劑促使乳狀液的穩(wěn)定，綜合考慮其溶解性、價格、取材便利情況，選擇羧甲基纖維素鈉作為該消泡劑的穩(wěn)定劑，并對其加量進行優(yōu)選，結(jié)果見表3：

表3表明，羧甲基纖維素鈉加量為0.5-0.7%時，乳狀液消泡效果好，比較穩(wěn)定。

2 配方的形成

通過上述實驗形成新型水包油乳狀液消泡劑配方油水比為4：6，2#復(fù)合乳化劑的加量為15-20%，穩(wěn)定劑羧甲基纖維素鈉加量為0.5-0.7%。

3 新型水包油乳狀液消泡劑性能評價

3.1基本性能

外觀：白色乳狀液或白色粘稠狀液；相對密度（25℃）： 0.94-0.99， 在水中極易分散，保質(zhì)期一年。

3.2消泡性能評價

利用上述配比配成的新型水包油乳狀液消泡劑用長城鉆探鉆井液用消泡劑執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)MS/GWDF-01-2008檢驗結(jié)果見表4，同時和原有消泡劑進行對比結(jié)果見表4和表5：

表4和表5結(jié)果表明，新型水包油乳狀液消泡劑符合長城鉆探鉆井液用消泡劑執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)MS/GWDF-01-2008的要求且和原有消泡劑相比效果更好些，成本降低很多。

4 新型水包油乳狀液消泡劑的配制

將2#復(fù)合乳化劑加入白油中，攪拌均勻待用，將羧甲基纖維素鈉溶于水中，溶解均勻后邊攪拌邊向已配好的白油乳液中加入該水溶液，攪拌均勻形成乳白色的乳狀液。

5 結(jié)論

1.白油乳化所需要的HLB值是10左右。

2.配制的油水比為4：6的乳狀液所需要的乳化劑為2#復(fù)合乳化劑。

3.該新型水包油乳狀液消泡劑無熒光、安全、環(huán)保、成本低。

參考文獻

[1] 孫明波，鄭艷茹，六順良等. 抗高溫水包柴油乳狀液研究[J]. 鉆井液與完井液，2011，2（13）：28

[2] 劉程，表面活性劑應(yīng)用大全[M]. 北京工業(yè)大學(xué)出版社1994.82

[3] 孫明波，鄭艷茹，六順良等. 抗高溫水包柴油乳狀液研究[J]. 鉆井液與完井液，2011，2（14）：28

作者簡介

吳迎春（1964—），助理工程師，現(xiàn)從事鉆井液處理劑開發(fā)工作