・２８・ 山东化工 ＳＨＡＮＤ０ＮＧ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０１３年第４２卷 新型绿色ＴＸ合成基钻井液的研制 赵庭栋 ，闫晓红 ，张 通 （１．山东天信化工有限公司，山东潍坊２．山东省海洋化工科学研究院，山东潍坊２６２７３７； ２６２７３７） 摘要：通过对合成基钻井液用酯、醚、聚ａ一烯烃（ＰＡＯ）、缩醛、线性烷基苯（ＬＡＢ）、线性烷烃（ＬＰ）、线性 一烯烃（ＬＡＯ）、异构烯烃 （ＩＯ）等基液的研究，开发出理想的合成基钻井液基液。合成基钻井液具有显著的优良性能，并兼有水基和油基钻井液的优点，在 页岩抑制能力，润滑能力，抗污染能力，密度范围，腐蚀性和维护方面具有良好的性能。研究和实践证明，合成基钻井液对环境影 响很小，是比较理想环保型钻井液。除用于特殊环境要求的海上钻井外，还可用于深井、水平井、大位移定向井以及大段盐膏层、 强水敏地层等复杂条件的钻井。 关键词：基液选择；流变性能；无毒环保；合成基；钻井液 中图分类号：ＴＥ２５４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８—０２１Ｘ（２０１３）０１０—００２８—０３ １基液选择 ＴＸ基液与第一代和第二代产品，及柴油性能对 比见表１［ 。 表１ 合成基液的基本性能评价 １．１基液基本性能评价 注：ＰＡＯ为聚ｄ一烯烃、ＬＡＢ为线性烷基苯、ＬＰ为线性石蜡、ＬＡＯ为线性 一烯烃、ＩＯ为类烯烃、＇ＩＸ一１为合成基液。 由表１中基液的性能指标对比可以看出，第一 代合成基液的密度和粘度较第二代合成基液高，闪 点也高，第二代合成基钻井液体系与第一代合成基 本次实验中，采用ＤＯ衰减法对合成基液进行 生物降解性实验。不同基液生物降解所产生的累积 耗氧量是不同的，测定结果若钻井液的累计耗氧量 钻井液体系相比，运动粘度和钻井液成本低、环境保 护性能差，而合成基钻井液具有较高的闪点和苯胺 点，较低的凝点和运动粘度，芳香烃含量为零，是性 大于空白耗氧量，证明基液可生物降解，基液累计耗 氧量越大，表明越易生物降解；基液的累计耗氧量小 于空白耗氧量，证明基液不能生物降解，且对生物有 能比较优良的合成基基液，特别是运动粘度低这一 点从经济上和技术上来看是一个非常好的优势。 １．２基液环保性能评价 抑制作用。由实验结果绘制而成基液生物降解曲 线。 收稿日期：２０１３—０６—２５ 作者简介：赵庭栋，（１９８０一），山东潍坊人，硕士，工程师，生产技术，主要从事油田钻井液产品的研究。 ・３０・ 山东化工 ＳＨＡＮＤＯＮＧ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ２０１３年第４２卷 从表２中可看出油水比为８０／２０时合成基钻井 液的性能较好，此时处理剂用量相对较少，价格较 ３合成基钻井液体系的综合性能评价 ３．１流变性、滤失性和润滑性 低，经过多次重复，配置的乳化钻井液性能稳定，所 以这次配方研制的油水比确定为８０／２０。 合成基钻井液测试结果见表３。 表３合成基钻井液的性能 注：陈化温度１５０￣Ｃ温度、时问１６ｈ。 利用高温高压粘附系数测定仪测定体系的润滑性， 粘附盘无法在泥饼上粘实，说明该体系的润滑性很 好。 ３．２抗污染能力评价 由于合成基钻井液实质为油包水的乳状液，水 相中含有ＣａＣ１ 和３．５％石灰，因此体系抗盐、钙侵 污的能力强。这里主要考察抗劣土侵污性能，试验 结果见表４。 表４合成基钻井液抗劣质土污染能力评价 由表４中数据可以看出，该体系具有很好的抗 劣土污染的能力。 ３．３抑制性 向３５０ｍＬ钻井液中加入５０ｇ ６—１Ｏ目（２— ５ｍｍ）岩屑，在７７℃温度下滚动１６ｈ后，收集４０目 为２２．１％，体系的回收率为９６．３％，这说明该体系 具有很强的抑制性。 ３．４储层保护特性 利用改进的岩心流动实验仪进行钻井液损害评 价实验 。试验温度为１２０￣Ｃ，围压为４ＭＰａ，污染 压差为３ＭＰａ。试验结果见表５。 （３８０ｂ￣ｍ）筛余，计算回收率。该岩样的清水回收率 表５岩心流动试验结果 （下转第３２页） ・３２・ 山东化工 ＳＨＡＮＤＯＮＧ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵ Ｙ ２０１３年第４２卷 粗品在热乙醇一乙酸乙酯（２：０．５）脱色重结 晶，得产物６３ｇ，ｍ．ｐ６２～６４￣Ｃ与文献值相同，元素分 析，实测值（计算值）：％Ｃ６２．８４（６３．１６），Ｈ５．３６ （５．３０）．ＴＬＣ检测单一斑点，１ＨＮＭＲ（ＣＤＣ１３），８： ｌ０．８（ｂｒｓ，２Ｈ），８．２８（ｄｄ，２Ｈ），７．５９（ｄｄ，２Ｈ），４，２９ 蒸干乙醇，真空的压力要在一Ｏ．０９～一０．１ＭＰａ。 ２．４重结晶溶剂的选择 文献［６］中的乙醇一冰重结晶法的收率仅为 （ｑ，４Ｈ），与文献（９）值一致。经质谱定性分析结果 ６０％，而且元定形的晶型，文献［５］报道是采用先用 乙醇制成１０％的饱和溶液后重结晶一次，再对母液 用文献［６］的结晶法，收率虽有提高，但乙醇回收率 为目的产物。 很低，成本高。作者采用乙醇一乙酸乙酯复合溶媒 ２结果与讨论 重结晶法，不但晶型较好，溶剂回收再利用率高，成 ２．１ 物料的物质的量比对反应的影响 本明显降低，适合工业化生产。 邻苯二甲酸二乙酯和丁二酸二乙酯的物质量比 ３实验结果 为１：１，２：１，３：１，４：１时，文献记载物质的量比４：１ 邻苯二甲酸二乙酯和丁二酸二乙酯的物质量比 的体系在１０５～１１０℃时产率高，作者在不同的配比 为４：１时，控制温度１００—１Ｏ５℃，产品收率稳定在 与温度下进行对比试验。 ６０％左右，明显优于以往文献报道。 表１ 不同条件下的产率 参考文献 ［１］上海第二制药厂．茜草提取工艺［Ｊ］．中国医药工业杂 志，１９７８（２）：２４． ［２］中国药学杂志编辑部．新药手册［Ｍ］．天津：天津科学技 术出版社，１９９３：３２９． ［３］唐欢欢，代永盛，王林，等．茜草双脂的制备纯化研究 ［Ｊ］．齐鲁药事，２００５，２４（１０），１６２—１６３． ［４］崔竞舟，刘立建．茜草双脂的合成［Ｊ］．化学试剂，１９９８， 从表１中可看出温度对反应具有明显的影响， ２０（３）：１８５—１８６． 配比的量为４：ｌ，体系温度为ｌＯＯ～ｌＯ５℃，反应时间 ［５］Ｈｏｍｅｙｅｒ Ａ Ｈ，Ｗａｌｌｉｎｇｆｏｒｄ Ｖ Ｈ．Ａ ｓｔｕ＃ｏｆ ｄｉｅｔｈｙｌ １，４一 ｄｉｈｙｄｒｏｘｙ一２，３一ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ［Ｊ］．Ｊ．Ａｍ Ｃｈｅｍ Ｓｏｃ， 为６０ｍｉｎ产率较好。 １９４２，６４（４）：７９８． ２．２反应时间的选择 ［６］Ａｄａｍａｓ Ｓ Ｐ，Ｗｈｉｔｌｏｃｋ Ｈ Ｗ．２，９，１８，２５一Ｔｅｔｒａｏｘａ［８，８］ 操作条件（１）中反应６０ｒａｉｎ，回流３０ｍｉｎ，回流 （１，４）ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｏｐｈａｎｅ［Ｊ］．Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，１９８１，４６ 时间过长，产物粘度增大，极难搅拌，产生的副产物 （１７）：３４７４． 增多；（２）加入ＤＭＦ的目的是降低反应温度，避免 ［７］杨胜利，刘发．茜草双酯对小鼠缺血心肌的抗氧化作 温度高产生杂质或副产物的增多，有利于后处理； 用［Ｊ］．实用中西医结合杂志，１９９７，１０（５）：４１１—４１２． ［８］杨胜利，刘发．茜草双酯的免疫抑制作用［Ｊ］．中国药 （３）反应温度必须维持恒定，温度降低反应液会凝 学杂志，１９９６，３１（７）：４２５—４２６． 结成白色胶体状。 ２．３溶剂对反应的影响 （本文文献格式：付金广．茜草双酯合成工艺的改进 鉴于茜草双酯在乙醇中易溶解，在反应中一定 ［Ｊ］．山东化工。２０１３，４２（１Ｏ）：３１—３２．） （上接第３０页） 参考文献 渗透率恢复率超过９５％，不需要切片从表５可 ［１］鄢捷年．钻井液工艺学［Ｍ］．东营：中国石油大学出版 以看出：在室内实验条件下，对于不同渗透率的岩 社，２００６． 样，渗透率恢复率达到９５％以上。可见该钻井液体 ［２］郑延成，韩冬，杨普华．低聚表面活性剂的合成及应用 系具有很好的油气层保护作用。 进展［Ｊ］．化工进展，２００４，２３（８）：８５２—８５６． ４结论 ［３］穆剑．钻井液及处理剂评价手册［Ｍ］．北京：石油工 课题组经过三年的努力，的完成项目各项 业出版社，２００７． 研究工作，各项技术指标均达到项目要求。成功研 制了性能优良的合成基钻井液体系，密度大于１． （本文文献格式：赵庭栋，闫晓红。张 通．新型绿色 ８ｇ／ｃｍ。，能够抗１８０￣Ｃ的高温，流变性和稳定性均良 ＴＸ合成基钻井液的研制［Ｊ］．山东化工。２０１３。４２ 好，而且具有优良的润滑抑制性和储层保护效果，完 （１Ｏ）：２８—３０。３２．） 全可以满足现场施工的要求。
