胺型乳状液的二氧化碳、氧化钙响应行为及应用潜力

采用绿色、低廉的CO_(2)/CaO刺激诱导胺型乳状液,在揭示该乳液体系响应行为规律的基础上,构建CO_(2)/CaO响应性油基钻井液并评价其性能。研究表明,在CO_(2)诱导下胺型乳状液易从油包水逆转为水包油,同时其黏度经历了降低、回升、降低的规律性迁移,上述CO_(2)响应行为可由CaO诱导回转。基于胺型乳状液构建的油基钻井液,在油水比50∶50至70∶30,密度1.4~2.0 g/cm^(3)及温度160℃条件下均具有良好的流变和滤失性能,且可被CO_(2)鼓泡清洗,可由CO_(2)诱导大幅降黏并有效清除低密度无用固相,所余液相可由CaO诱导回用。机理分析表明,CO_(2)/CaO诱导胺型乳化剂与其胺盐之间可逆转换,使乳化剂亲油亲水平衡性可逆调节、乳状液粒径可逆增减,是胺型乳状液类型、流变性可控可逆的根本原因。图14表2参33。

抗高温高密度可逆油基钻井液体系

为满足高温深井钻井需求以及弥补油基钻井液在完井固井和环境保护方面的不足,基于非离子表面活性剂CN-2构建了CO_(2)和HAc双响应性可逆油基钻井液体系,并比较了两种纳米颗粒(OTS-KH550/SiO_(2)、CTAB/SiO_(2))对体系性能的影响。结果表明:所建体系在CO_(2)或HAc诱导下从油包水转相为水包油,该转相可由CaO或NaOH诱导回转。CN-2与OTS-KH550/SiO_(2)协同稳定的乳状液性能更佳,抗温达250℃。纳米颗粒OTS-KH550/SiO_(2)的加入不会影响钻井液体系的可逆性能,且能显著地改善体系抗高温性能,使得体系在低油水比50∶50~60∶40、高密度1.8~2.1 g/cm3及高温180~200℃条件下均具有良好的流变性能和滤失性能。含油钻屑、油基滤饼均可通过CO_(2)鼓泡或HAc溶液浸泡很容易地被清洗。通过红外光谱分析和微观观察揭示机理为:在CO_(2)或HAc诱导下,乳化剂发生盐化,亲水性增强,促使乳状液从油包水转相为水包油,从而所制油基钻井液易于被水清洗。纳米颗粒OTSKH550/SiO_(2)吸附在油水界面上并形成一层致密的颗粒膜,阻隔液滴聚并,强化了乳状液体系的抗高温稳定性。