固体乳化润滑剂的研制.pdf

文章编号：100 1-5620 （20 10）02-00 16-04 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 固体乳化润滑剂利用 阳离子表面活性剂 电离出 子有机基 团，可以通过化学吸附和离子交换吸附的 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 性 [3] ，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 ，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，200 1 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