[发明专利]能够原位分散为纳米级液滴的环保型微乳液及其制备方法

说明书

技术领域

本申请涉及水基钻井液领域，特别涉及一种能够原位分散为纳米级液滴的环保型微乳液及其制备方法和用途。

背景技术

水基钻井液是一种多相不稳定混合体体系，主要包括膨润土、高聚物、纤维素或褐煤类的胶体颗粒等。纳米乳液用作水基钻井液的处理剂，具有以下特点：1、表面效应，即具有非常大的比表面积和很高的表面活性；2、小尺寸效应，即由于颗粒尺寸的变小，导致比表面积显著增大，引起宏观物理性质变化，来改变钻井液胶体的性质。研究发现，纳米乳液不仅可以改善水基钻井液的抑制性、润滑性等性能，而且还具有防塌性能，并能保护油气层，提高油气井产能。由于纳米乳液用作水基钻井液的处理剂具有许多优点，因此关于纳米乳液的研究也越来越受到关注，中国专利申请CN1302085C公开的《一种多功能钻井液添加剂及其制备方法与应用》中，将固体石蜡和白油混合为油相，制备了石蜡纳米乳液，而且这种石蜡纳米乳状液在钻井工业中能够起到抑制页岩膨胀、稳定井壁、保护油层以及润滑的作用。

根据实际油田应用的需求，纳米乳液应当具有抗失稳分层的性能，即在储存罐中或在化学供给线的传输过程中不会发生相分离。但是由于纳米乳液并不是一种热力学稳定体系，其在高温等苛刻情况下，容易出现失稳分层的现象，导致其功能失效；纳米乳液功能失效进一步造成有效成分的含量降低，导致运输成本提高。

微乳液具有很多与纳米乳液相似的性质，而且微乳液是热力学稳定体系，便于运输和储存。然而，由于水基钻井液中含有大量的水，如果将微乳液应用到水基钻井液中后会改变微乳液的组分含量，有可能会导致微乳液体系的破坏，即使是微乳液体系被破坏后被水稀释形成纳米乳液，所形成的纳米乳液中的内相含量也很低，不超过5％。

因此，需要开发一种兼具微乳液和纳米乳液的优势的乳液。

发明内容

本申请的目的是提供一种能够原位分散为纳米级液滴的环保型微乳液。

本申请所提供的能够原位分散为纳米级液滴的环保型微乳液，以100重量份计，包括18.5-45重量份的乳化剂、5-10重量份的水、0-3重量份的助剂及余量的生物柴油。

在一些实施方式中，所述助剂的用量可以为1-2.5重量份。

在一些实施方式中，以100重量份计，所述微乳液可以包括18.5重量份的乳化剂、5重量份的水、2.5重量份的助剂及74重量份的生物柴油。

在一些实施方式中，所述乳化剂可以选自多元醇酯类非离子型表面活性剂中的一种或多种。

在一些实施方式中，所述多元醇酯类非离子型表面活性剂可以选自Tween20、Tween40、Tween60、Tween65和Tween80。

在一些实施方式中，所述助剂可以选自端胺聚醚类化合物中的一种或多种。

本申请中的端胺聚醚类化合物可通过市场购买获得或利用已有方法制备。在一些实施方式中，所述端胺聚醚类化合物可以选自D230、D400、M600和M1000。D230和D400可以购自巴斯夫和亨斯曼等，M600和M1000可以购自亨斯曼。

本申请的另一目的是提供一种制备能够原位分散为纳米级液滴的环保型微乳液的方法。

本申请所提供的制备微乳液的方法，包括以下步骤：以100重量份计，分别称取18.5-45重量份的乳化剂、5-10重量份的水、0-3重量份的助剂及余量的生物柴油，在常温下以100-500rpm的速度搅拌20min。

本申请的又一目的是提供能够原位分散为纳米级液滴的环保型微乳液作为水基钻井液的处理剂的用途。

本申请通过选用乳化剂、水、任选的助剂及生物柴油，并严格控制各组分的配比形成了一种W/O型微乳液。本申请的W/O型微乳液水相含量较低(低于10％)，在加水稀释后形成了内相(油相)含量高、稳定性好的O/W型纳米乳液，突破了W/O型微乳液稀释无法形成高内相稳定性好的纳米乳液的瓶颈。本申请的微乳液是稳定性非常高的WinsorIV型单相微乳液，因此均匀并长期稳定，且具有很好的高温稳定性，解决了纳米乳液处理剂在苛刻环境下容易失效的问题，便于油田运输和储存，大大降低了运输成本。同时，本申请的微乳液在水中能够原位分散形成大量的纳米级液滴，使用时，只要将本申请的微乳液直接加入水基钻井液中，并且保证由微乳液和水基钻井液组成的体系中的水相含量≥50wt％，就可在水基钻井液中分散形成纳米级液滴，具有纳米乳液的优良效果。另外，本申请中加入的生物柴油是一种来自油料作物和餐饮垃圾油等原料的环保型材料，具有可再生、易降解和使用安全等优点，使得本申请的微乳液更加绿色环保。