固体乳化润滑剂的研制

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1、文章编号：1001-5620（2010）02-0016-04固体乳化润滑剂的研制王西江，于培志，刘四海（中国石化石油工程技术研究院，北京）摘要针对液体润滑剂运输、使用不方便的问题，选用蒙脱石含量高的钠质膨润土和阳、阴离子表面活性剂发生反应，利用凝胶法加工工艺合成了一种粉末状固体乳化润滑剂。介绍了该固体乳化润滑剂的合成原理及工艺，对合成产品进行了X-射线衍射图谱分析和性能评价，并分析了其作用机理。该固体乳化润滑剂有很强的表面活性，润滑性能好，在钻井液中的分散度高、配伍性好，对钻井液性能影响不大，当该固体乳化润滑剂在基浆中的加量为0.5%、柴油加量达到8%后，润滑系数

2、降低66.9%，且滤失量较大幅度降低，表观黏度和动切力小幅度增加。关键词固体润滑剂；表面活性剂；合成；井眼稳定；钻井液添加剂中图分类号：TE254.4文献标识码：A目前现场应用的润滑剂大多数为液体，运输、以羧酸钠盐为乳化剂的水包油乳化液受到钙、镁、使用不方便，尤其是在西部偏远地区和交通不便地铁等离子的侵污时，容易破乳失效。②磺酸的一价区，更是如此。通过分析钻井液用乳化润滑剂的机和二价盐都能溶于水，故这类表面活性剂有较好的理，由无机水分散物与有机物反应合成了一种粉末抗钙、镁特性，可作为钻井液的乳化剂、润滑剂和状固体乳化润滑剂。该乳化润滑剂具有运输使用方发泡剂。③硫酸

3、酯盐在酸性环境下容易水解，产生[1-5]便、加量少、润滑性能好等优点。高级醇。它可以作为水包油乳化液的乳化剂，润滑效果较好，可以用于硬水。④氯化十八烷基三甲铵1固体乳化润滑剂的合成原理和溴化十二烷基三甲铵，在水中溶解后能产生阳离子有机基团，可以通过化学吸附和离子交换吸附的固体乳化润滑剂利用阳离子表面活性剂电离出的阳离子有机基团插入到膨润土的蒙脱石层间结构方式插入膨润土的层状结构中。中，再通过阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂3）阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的复相互作用，提高表面活性剂的表面活性，以改善固配使用。传统的观点认为：阳离子表面活性剂与阴体乳化润滑剂

4、与钻具表面和井壁表面的接触性能。离子表面活性剂不能在水溶液中混合使用，否则将1）膨润土的优选。膨润土是以蒙脱石为主要因相互作用而析出并失去表面活性。但专门的研究成分的黏土，通常蒙脱石含量大于85%。固体乳化表明，阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂的混润滑剂主要是利用膨润土的带电性、膨胀性和吸附合物，不但有可能在溶液中不发生沉淀，而且在适[3]性，因此选择了蒙脱石含量高的钠质膨润土。当的条件下，反而有可能具有比单一表面活性剂更2）表面活性剂的优选。①羧酸盐阴离子表面好的表面活性。这是因为阴、阳离子表面活性剂之活性剂的一价盐可溶于水，可作为水包油乳状液的间的相互作用，

5、除了碳氢键的相互作用外，还增加乳化剂，其润滑减摩作用较好，与金属表面和许多了正、负电荷之间的引力，这就大大促进了2种离矿物有较强的吸附；但其二价盐不溶于水，因此当子间的缔合，使它们在溶液中容易形成胶团，增强第一作者简介：王西江，工程师，1978年生，2001年毕业于吉林大学探矿工程专业，现在从事石油钻井液技术研究和现场技术服务工作。地址：北京市朝阳区北辰东路8号北辰时代大厦中国石化石油工程技术研究院；邮政编码100101；电话（010）84988195/13522593930；E-mail：wangxj@pepris.com。王西江等：固体乳化润滑剂的研制17了它

6、们在表面上的吸附力，产生高的表面活性，并作用，将柴油乳液吸附在泥饼表面，使钻具与泥饼由此带来一系列的表面与胶体化学的特性，如：表的接触中间有一层油膜，提高了钻井液的润滑性，[6][7]面张力降低、CMC减小，润湿性提高等。使钻井液的滤失量降低。以原浆+0.5%固体乳化润滑剂为基浆，优选柴2室内合成油的加量，实验结果见表2。由表2可知，加入8%目前关于膨润土改造的加工工艺主要有干法、柴油后，润滑系数较基浆降低66.9%，同时滤失量湿法、凝胶法、挤压法等。在合成固体乳化润滑剂也有较大幅度降低，表观黏度和动切力有小幅度增时要求表面活性剂在载体的表面和内部覆盖或插入加，说

7、明固体乳化润滑剂和柴油具有较好的复配作蒙脱石的晶层结构中，因此选择凝胶法加工工艺。用，表现出较好的润滑效果。2.1　实验仪器与药品表1固体乳化润滑剂加量优选JB-12K高速搅拌机、ZNN-D6型六速旋转黏度润滑剂/PV/YP/YP/PVFL/润滑润滑系数计、XGRL-2数显式滚子加热炉、HG72-1恒温干燥%mPa·sPaPa/mPa·smL系数降低率/%箱、SD6圆式六联失水仪、极压润滑仪、D90型电0.16.54.50.69018.00.44031.2动搅拌机、挤压机、高速万能粉碎机、FA1004电0.38.05.00.62517.50.26059.4子天平。

8、氯化十二烷