钱晓琳　王琳

摘 要：以非离子表面活性剂、石蜡和润滑油为主要原材料，优化了乳化温度、表面活性剂的浓度等工艺条件，制备了石蜡乳液，其粒径小于0.5微米，流动性好，在水中易分散，具有良好的封堵效果。钻井施工中除工程原因之外，钻井液中缺少有效的封堵材料是泥页岩坍塌的主要原因之一。常用的封堵材料是沥青类制品，有利于形成优质泥饼保护井壁，但由于沥青类制品富含荧光，在探井中会干扰录井而被禁止使用。同时沥青的广泛使用也存在环境和毒性问题。我们以非离子表面活性剂、石蜡和润滑油为主要原材料，在一定工艺条件下采用胶体化学方法制得石蜡细小乳液防塌润滑剂，具有良好的封堵与性能，可有效地保护井壁。

关键词：石蜡乳液；制备；性能研究

中图分类号：O623.11 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）21-0111-02

Abstract： Taking nonionic surfactant， paraffin wax and lubricating oil as the main raw materials， the emulsifying temperature and surfactant concentration were optimized， and the paraffin emulsion was prepared. Its particle size is less than 0.5 micron， its fluidity is good， and it is easy to disperse in water. It has good plugging effect. In addition to engineering reasons， the lack of effective plugging materials in drilling fluid is one of the main reasons for shale collapse. The commonly used plugging materials are asphalt products， which are conducive to the formation of high quality mud cake to protect the wellbore， but because asphalt products are rich in fluorescence， they will interfere with logging in exploration wells and are forbidden to be used. At the same time， the widespread use of asphalt also has environmental and toxicity problems. Using Nonionic surfactant， paraffin wax and lubricating oil as the main raw materials， we prepared paraffin wax fine emulsion anti-collapse lubricant by colloidal chemistry under certain technological conditions， which has good plugging and performance， and can effectively protect the wellbore.

Keywords： paraffin emulsion； preparation； property study

1 室內合成

以非离子表面活性剂、石蜡和润滑油为主要原材料，在一定工艺条件下采用胶体化学方法制得石蜡细小乳液防塌润滑剂，光散射法测得粒径小于0.5微米，流动性好，在水中易分散。当加入石蜡乳液防塌润滑剂的钻井液钻进油层时，通过在近井壁处形成渗透率极低的屏蔽带，有效阻止钻井、完井液中的固相颗粒和滤液进入地层深部，从而避免钻井液对油气流通道的永久性堵塞，起到了良好的油气层保护作用。同时由于暂堵剂是石蜡，易于反排，因此，不会对油层造成伤害。

1.1 乳化温度的选择

表面活性剂浓度5.0%，油相浓度20.0%，采用反相乳化法在不同乳化温度下制备乳液。

HLBmix=HLBT·T%+HLBS·S%

一定温度下，将表面活性剂和液体石蜡混合，恒温10min，逐滴加入同温度的去离子水：首先形成均匀透明的W/O微乳液；然后逐渐出现淡蓝色半透明粘稠的液晶相，且体系粘度随水含量增加不断升高；进一步加水，液晶相消失，出现粘度很大白色不透明的凝胶相；继续加水，体系粘度突然急剧降低，此时形成O/W乳液。

30℃、40℃、50℃均能在一定的HLB范围内得到粒径最小的纳米乳液，但最小粒径随温度升高而减小，这可能是分散相粘度随温度升高而降低的结果。

最佳HLB范围及其对应的最小平均粒径分别为：30℃：11.2-11.6；230-250nm；40℃：10.5-11.2；190-210nm；50℃：10.1-10.5；150-160nm

以下所研究的乳液均为50℃下制备的样品。

1.2 表面活性剂浓度

最终乳液中油相浓度20.0%，表面活性剂浓度分别为3.0%，4.0%，5.0%，6.0%，7.0%和8.0%，HLBmix值均在10.30左右。

2 性能评价

2.1 石蜡乳液对粘土膨胀的抑制性

将石蜡乳液加入蒸馏水中，用NP-02型页岩膨胀仪进行粘土膨胀试验。结果表明，石蜡乳液具有抑制粘土膨胀的能力。

2.2 石蜡乳液对页岩分散的抑制性试验

将页岩粉碎后，过10-20目筛。称取约20g过筛后的页岩（m1），置于盛有所配溶液的耐压老化罐中，密封后放置于6H-Ⅲ滚子炉烘箱中，在70℃下热滚16小时。待自然冷却后，将老化罐中的页岩过40目筛。再将所得筛上的页岩干燥、称重（m2）。

页岩回收率=（m2/m1）×100%

样品溶液编号：

1-0.5%；2-0.5%KCl；3-1%；4-0.5%+0.5%NaCl；

5-1%+0.5%NaCl；6-1%+0.5%KCl；7-0.5%+0.5%KCl

3 结束语

以非离子表面活性剂、石蜡和润滑油为主要原材料，乳化温度30℃～50℃、表面活性剂的浓度高于5，制备出粒径为纳米级别的石蜡乳液，其粒径流动性好，在水中易分散，具有良好的封堵抑制性能。

参考文献：

[1]赵春花，夏小春，项涛，等.防冻型纳米乳化石蜡PF-EPF的研制与应用[J].钻井液与完井液，2016，33（5）：9-14.

[2]曾甘林.悬浮乳液钻井液在S14P3井中的应用[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2011，13（5）：87-89.