水包油乳状液消泡剂研究

前言

目前，在辽河油田地区消泡剂类型只有油基一种，为了满足长城钻探钻井液用消泡剂执行标准MS/GWDF-01-2008的要求，适应市场的需求和发展，本文研究一种新型消泡剂，即水包油乳状液消泡剂，该消泡剂优点：消泡效果好、性能稳定、安全环保、无荧光、成本低。

1 实验部分

水包油乳状液中含油量最高不超过74%，超过74%会发生反转。通常使用的水包油乳状液含油量为30%-60%，这样性能比较稳定[1]。制备稳定的乳状液，关键是选择乳化剂，根据HLB法制备水包油型乳状液应选择HLB值为8-18的乳化剂[2]，乳化不同的物质，所需的乳化剂的HLB值不同，例如乳化芳香烃矿物油为12，乳化烷烃矿物油为10，石蜡为10，煤油为14[3]。本文研究的新型水包油乳状液消泡剂为无毒无荧光安全环保型，因此通过荧光仪器来确定油相为白油，乳化的HLB值为10左右，下面几种乳化剂的HLB值为SP-80（4.3）、吐温80（15）、OP-10（13.6）、1#复合乳化剂（8.2）、2#复合乳化剂（10.4）、AEO（13.8）其次考虑乳化剂与分散相和分散介质的亲和性，再次考虑热稳定性。

1.1评价方法

根据长城钻探钻井液用消泡剂执行标准MS/GWDF-01-2008的要求，评价消泡剂的试验方法为：（1）淡水浆 取三个杯子分别加入300 ml蒸馏水再加入0.9 g碳酸氢钠再加入45 g评价土，用羧甲基纤维素钠（高粘）调表观粘度为19-21mpa·s高搅20 min养护24小时待用，然后取上述其中的一个淡水浆杯子高搅3 min倒入500 ml量筒中静止10 min观察其体积计为V0，再取另一个淡水浆杯子加入10% 的十二烷基苯磺酸钠溶液0.1 ml， 高搅3 min倒入500 ml量筒中，静止10 min，观察其体积计为V1，在第三个淡水浆杯子中加入10% 的十二烷基苯磺酸钠溶液0.1 ml，高搅3 min取下立即加入0.2% 的消泡剂高搅1 min倒入500 ml量筒中观察其体积计为V2，消泡率计算η﹦V1-V2/V1 -V0 。（2） 盐水浆 配制4%的盐水，分别用三个杯子取配制好的4%的盐水300 ml加入0.9 g碳酸氢钠再加入45 g评价土用羧甲基纤维素钠（高粘）调表观粘度为17-27mpa·s高搅20 min养护24 h待用，方法同（1），只是在第二个盐水浆杯中加入10% 的十二烷基苯磺酸钠溶液为1.9 ml。（3）饱和盐水浆 配制饱和盐水，分别用三个杯子取配制好的饱和盐水300 ml方法同（2），只是在第二个饱和盐水浆杯中加入10% 的十二烷基苯磺酸钠溶液为1.0 ml。

1.2 乳化剂的优选

取白油水比为4：6用上述几种乳化剂进行复配调至HLB值为10左右，然后配制成乳状液，采用静止观察法，观察乳状液的稳定情况结果见表1：

表1结果表明，乳化剂类型不同，其HLB值也有所不同，配制消泡剂的乳化效果也不一样，从中选出效果好的乳化剂2#复合乳化剂作为消泡剂的乳化剂。同时对其进行加量的优选，结果见表2：

表2表明，2#复合乳化剂的加量为15-20%乳化效果最好，性能最稳定。

1.3稳定剂加量的确定

在水包油乳状液的研究过程中，一般在水溶液中加入增粘剂促使乳状液的稳定，综合考虑其溶解性、价格、取材便利情况，选择羧甲基纤维素钠作为该消泡剂的稳定剂，并对其加量进行优选，结果见表3：

表3表明，羧甲基纤维素钠加量为0.5-0.7%时，乳状液消泡效果好，比较稳定。

2 配方的形成

通过上述实验形成新型水包油乳状液消泡剂配方油水比为4：6，2#复合乳化剂的加量为15-20%，稳定剂羧甲基纤维素钠加量为0.5-0.7%。

3 新型水包油乳状液消泡剂性能评价

3.1基本性能

外观：白色乳状液或白色粘稠状液；相对密度（25℃）： 0.94-0.99， 在水中极易分散，保质期一年。

3.2消泡性能评价

利用上述配比配成的新型水包油乳状液消泡剂用长城钻探钻井液用消泡剂执行标准MS/GWDF-01-2008检验结果见表4，同时和原有消泡剂进行对比结果见表4和表5：

表4和表5结果表明，新型水包油乳状液消泡剂符合长城钻探钻井液用消泡剂执行标准MS/GWDF-01-2008的要求且和原有消泡剂相比效果更好些，成本降低很多。

4 新型水包油乳状液消泡剂的配制

将2#复合乳化剂加入白油中，搅拌均匀待用，将羧甲基纤维素钠溶于水中，溶解均匀后边搅拌边向已配好的白油乳液中加入该水溶液，搅拌均匀形成乳白色的乳状液。

5 结论

1.白油乳化所需要的HLB值是10左右。

2.配制的油水比为4：6的乳状液所需要的乳化剂为2#复合乳化剂。

3.该新型水包油乳状液消泡剂无荧光、安全、环保、成本低。

參考文献

[1] 孙明波，郑艳茹，六顺良等. 抗高温水包柴油乳状液研究[J]. 钻井液与完井液，2011，2（13）：28

[2] 刘程，表面活性剂应用大全[M]. 北京工业大学出版社1994.82

[3] 孙明波，郑艳茹，六顺良等. 抗高温水包柴油乳状液研究[J]. 钻井液与完井液，2011，2（14）：28

作者简介

吴迎春（1964—），助理工程师，现从事钻井液处理剂开发工作