白油基油包水型乳状液稳定性研究
发布时间：2021-07-20 05:34
油基钻井液（Oil-based drilling fluids）是油包水（W/O）型乳状液,由于其优异的润滑、耐温、页岩抑制和油藏保护等性能而在钻井工程中得到广泛应用。特别是近年来以白油（White oil）和气制油（Gas-to-liquid）为基础油开发的油基钻井液,因环境污染风险小而受到人们关注。由于乳状液是热力学不稳定体系,高温时易发生相分离或破乳,这限制了其在高温地层钻井工程中的应用。研发抗高温油基钻井液,成为近期油田化学工程领域的热点课题之一。研究W/O型乳状液的稳定性特别是高温稳定性,对抗高温油基钻井液的研发和现场应用具有重要意义。本文选取白油基乳状液为模型,研究了 W/O型乳状液的高温稳定性,主要考察了高温老化处理（包括老化温度和时间,模拟钻井循环过程）以及有机土（Organoclays）的影响,通过表面/界面活性以及界面/体相流变性测定等,探讨了影响机理,以期为抗高温油基钻井液的研发和现场应用提供依据。本文的主要研究内容和结论:（1）油基钻井液乳化剂界面活性研究选取三种乳化剂（RHJ-1、RHJ-2和RHJ-3）为模型,研究了其在白油表面、水表面和白油/水界面的活性,...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?Ｏ／Ｗ与Ｗ／Ｏ型乳状液的分散状态示意图??
?山东大学硕士毕业论文???￣＊￣〇?、??〇〇〇２％?（ｂ?）??Ｔ?－＾０．０００３５％?土??Ｓ?１〇?？备０．００１％??＾?：于?０．０１０／〇??１??１?，■．．，、．．．．．．＞＿．．．—」?????????＊丨…．－丨丨．丨■…．？－？???０．０１?０．１??频率／Ｈｚ??图１－２频率对扩张模量的影响．［５４］??（７）体相流变法??流变性是乳状液内部结构单元间相互作用的综合效果。通过测试钻井液的流??变性，可以推测粒子间相互作用和微观结构。流变性主要表现在触变性、粘弹性、??剪切特性以及屈服值等。??触变性，是指悬浮体在剪切作用下，其粘度或切力随时间逐渐变化（降低或??升高），当剪切消除或在较低的剪切作用下，其粘度或切力又逐渐恢复的现象ｔ５５］。??触变性又可分为正触变性、负触变性以及复合触变性。正触变性［５６－５８］是当剪??切力足够大时，体系中的空间网状结构被破坏，当剪切力消除或在较低的剪切力??下时，被破坏的结构又逐渐恢复。正触变性研究广泛，常直接用“触变性”代替。??负触变现象［５９＃］是在剪切作用下，体系的粘度随时间逐渐增加，当剪切力消除或??在较低的剪切力下，体系的粘度逐渐恢复的现象，它是一种基于时间因素的剪切??增稠现象。负触变现象并不常见。复合触变性，是指在剪切作用下，体系先呈现??正触变性特征后呈现负触变性特征或反之的现象，如ＬＤＨ／蒙脱土体系在适宜条??件下可呈现复合触变现象［６１］。??粘弹性，是指有外力作用时，流体表现出弹性与粘性双重性质。粘弹性有线??性粘弹性与非线性粘弹性之分。线性粘弹性只能在形变较小的情况下体现［６２］，流
?山东大学硕士毕业论文???２．２．２乳化剂的表面／界面活性??首先，测定了乳化剂对白油和水表面张力的影响，测定温度为２５?±０．２?°Ｃ。??图２－１为三种乳化剂在不同浓度下对水表面张力（ｙｗ）的影响，其中虚线对应其??在水中的溶解度。可以看出，在浓度低于溶解度时，三种乳化剂对水表面张力均??基本无影响，表明在水表面基本无吸附作用。当乳化剂浓度超过其溶解度时，表??面张力急剧下降，是由相分离所致，在水相表面形成乳化剂油膜导致表面张力下??降。??
本文编号：3292236
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１?Ｏ／Ｗ与Ｗ／Ｏ型乳状液的分散状态示意图??
?山东大学硕士毕业论文???￣＊￣〇?、??〇〇〇２％?（ｂ?）??Ｔ?－＾０．０００３５％?土??Ｓ?１〇?？备０．００１％??＾?：于?０．０１０／〇??１??１?，■．．，、．．．．．．＞＿．．．—」?????????＊丨…．－丨丨．丨■…．？－？???０．０１?０．１??频率／Ｈｚ??图１－２频率对扩张模量的影响．［５４］??（７）体相流变法??流变性是乳状液内部结构单元间相互作用的综合效果。通过测试钻井液的流??变性，可以推测粒子间相互作用和微观结构。流变性主要表现在触变性、粘弹性、??剪切特性以及屈服值等。??触变性，是指悬浮体在剪切作用下，其粘度或切力随时间逐渐变化（降低或??升高），当剪切消除或在较低的剪切作用下，其粘度或切力又逐渐恢复的现象ｔ５５］。??触变性又可分为正触变性、负触变性以及复合触变性。正触变性［５６－５８］是当剪??切力足够大时，体系中的空间网状结构被破坏，当剪切力消除或在较低的剪切力??下时，被破坏的结构又逐渐恢复。正触变性研究广泛，常直接用“触变性”代替。??负触变现象［５９＃］是在剪切作用下，体系的粘度随时间逐渐增加，当剪切力消除或??在较低的剪切力下，体系的粘度逐渐恢复的现象，它是一种基于时间因素的剪切??增稠现象。负触变现象并不常见。复合触变性，是指在剪切作用下，体系先呈现??正触变性特征后呈现负触变性特征或反之的现象，如ＬＤＨ／蒙脱土体系在适宜条??件下可呈现复合触变现象［６１］。??粘弹性，是指有外力作用时，流体表现出弹性与粘性双重性质。粘弹性有线??性粘弹性与非线性粘弹性之分。线性粘弹性只能在形变较小的情况下体现［６２］，流
?山东大学硕士毕业论文???２．２．２乳化剂的表面／界面活性??首先，测定了乳化剂对白油和水表面张力的影响，测定温度为２５?±０．２?°Ｃ。??图２－１为三种乳化剂在不同浓度下对水表面张力（ｙｗ）的影响，其中虚线对应其??在水中的溶解度。可以看出，在浓度低于溶解度时，三种乳化剂对水表面张力均??基本无影响，表明在水表面基本无吸附作用。当乳化剂浓度超过其溶解度时，表??面张力急剧下降，是由相分离所致，在水相表面形成乳化剂油膜导致表面张力下??降。??
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