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针对油基钻井液存在的污染环境、成本高等突出问题,选用了环保性能好、成本低廉、流变性和抑制性好的生物柴油作为油基钻井液的基油,在深入研究生物柴油作为基油的各项基本性能的基础上,优选了乳化剂、高温稳定剂和加重剂,研制了配套的有机土和降滤失剂,成功的研制出环保而且流变性能好、滤失量低、耐污染的抗高温生物柴油基钻井液体系。
实验对比了生物柴油和白油的流变性、抗高温性能,选择了生物柴油作为油基钻井液的基油。实验系统的评价了生物柴油作为油基钻井液基油的各项性能,实验证明生物柴油抗高温,能够抑制页岩膨胀,从粘度随温度变化曲线看出生物柴油高温流变性优于白油。筛选出了适合生物柴油的降凝剂聚α烯烃,加量为0.3%时使生物柴油的凝点降低到-3℃。优选了SP-80和OP-10复配作为乳化剂,油溶性树脂作为高温稳定剂,铁矿粉作为加重剂。制备了适合生物柴油钻井液体系的有机土。合成了油基降滤失剂ZBM-1。实验确定了低密度抗高温生物柴油基钻井液体系配方为:生物柴油+3%有机土+1.5%SP-80+1%OP-10+2%ZBM-1+2%油溶性树脂。确定了高密度抗高温的生物柴油基钻井液体系配方为:生物柴油+3%有机土+1.5%SP-80+1%OP-10+2%ZBM-1+2%油溶性树脂+1%DTAB+铁矿粉。
评价了生物柴油基钻井液的抗污染能力,实验证明体系具有良好的抗高温、耐污染性能。腐蚀试验证明,生物柴油基钻井液具有良好的抑制腐蚀作用。国家海洋局北海环境检测中心检测报告显示本体系半致死浓度(LC50)为36114mg/L,符合一级海区和二级海区生物毒性要求。