纳米石蜡乳液的研究及应用_代礼杨

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乳液的发展及蜡乳液的应用

的液体中的分散体系，由于分散相质点较大，易发生沉降、絮凝、聚结，最终分成油和水两相。它是热力学不稳定体系，只能靠所谓的乳化剂维持相对稳定。微乳液，也是两种不互溶液体的分散体系，但分散相质点非常小，以致布朗运动使其趋向于保持在悬浮状态，因此是热力学稳定体系。表 1 列出了两种体系的性质比较。
［1 ］产品发展潜力是非常巨大的。
通过对蜡乳液的应用领域文献的归纳、整理，大致理出了以下1 1个方面的具体应用。 � . � 农业（）水果、蔬菜保鲜。在水果、蔬菜农作物采 1 摘后，用针对不同产品开发的蜡乳液对其进行涂抹或喷涂，应用后的效果是既能有效延长它们的保鲜时间，防止长途运输中的损伤和腐烂，而且也能对其进行上光等加工处理，赋予它们令人赏心悦目的外观，大大增加附加值。如苹果、柑橘等应用此类产品后，提升光泽效果是明显的，进口的此类国外水果在外观上就明显觉得较国内产品要好，其实就是国外对这些产品进行了这种加工处理。（）农药助剂。蜡乳液作为缓释农药的助剂 2 广泛用于生产环保型农药。这种产品可有效延长农药的抗雨水冲蚀，从而达到减少农药用量，减少环境污染，减少蔬菜、水果和粮食上的残留农药量
石油化工
�
乳液的发展及蜡乳液的应用
吴伟
（中国石油抚顺石化公司石油一厂，辽宁抚顺 1 ） 1 3 0 0 8
摘
要：蜡乳液作为特种蜡的一个重要类别，由于其特殊的性质发展潜力巨大。从乳液发
展、乳液分类、乳液稳定性等几方面进行了考察，阐述了蜡乳液的应用前景，对蜡乳液的研发工作提出了指导和建议。关键词：普通乳液；微乳液；蜡乳液稳定性；蜡乳液应用文献标识码： A 文章编号： 1 （） 6 7 10 4 6 0 2 0 0 5 0 60 4 0 00 3

新型石蜡乳液添加剂的研制

１实验原理及方法
石蜡乳液是由石蜡的微小液滴高度分散于水中
而形成的典型的Ｏ／型乳状液。石蜡微粒的粒径Ｗ在１ｕ之间，与水之间存在着极大的界面，～３，ｍ蜡
具有强大的界面张力，是一种热力学不稳定体系。要使石蜡乳液体系保持相对的稳定，必须在这一体
的乳液。
国乳化石蜡产品的开发和应用还刚刚起步，石蜡乳
液产品种类虽然繁多，是规格少，但特别是乳白色、多用途性能的乳化石蜡产品的研制目前尚未见过报道。为此，本文对乳白色多用途的乳化石蜡进行了
要实现石蜡变成石蜡乳液体的过程，则外界必须对体系做功，所做的功值一方面与石蜡的界面表面积增加／Ａ有关，Ｘ另一方面还与石蜡～水的界面
新型石蜡乳液添加剂的研制
黄燕梅，李启辉，周锡波
（广西大学化学化工学院，广西南宁５００）３０４
摘
要：研究了多用途石蜡乳液添加剂的制备方法以及各种最佳工艺条件的选择。结果表明，复合表面活用
性剂制备出的石蜡乳液具有高度稳定、性能优良、成本低廉的特点，品性能达到工业使用的要求。产
系中加入能显著降低其界面张力的表面活性物质
时要保持这一高度分散体系的稳定状态，一方面除了乳化剂的选择以及外界提供能量之外，对乳液的稳定性起重要作用的关键因素就是如何选择最佳的乳化工艺条件。
本试验采用的是较为先进的转相乳化方法（又

“纳米乳液的制备、表征及粒径调控”实验的课程思政设计

“纳米乳液的制备、表征及粒径调控”实验的课程思政设计“纳米乳液的制备、表征及粒径调控”实验的课程思政设计一、引言纳米科学作为一种新兴学科，近年来在各个领域展现出巨大的潜力和广阔的应用前景。

纳米乳液作为一种具有特殊性质和广泛应用的纳米材料，在医药、食品、化妆品等行业中得到了广泛应用。

本实验旨在通过制备纳米乳液的过程，让学生了解相关的纳米科学知识，培养学生的实验操作能力和综合素质，同时引导学生进行思想品德的教育。

二、实验目的1. 了解纳米乳液的制备方法和工艺流程；2. 掌握纳米乳液的表征方法及相关设备的操作；3. 理解纳米乳液的粒径调控原理；4. 培养学生的实验操作能力和综合素质；5. 引导学生在实验中体验科学精神和思考问题的能力；6. 培养学生的团队合作意识和沟通能力。

三、实验原理纳米乳液是由纳米粒子悬浮于乳液中形成的一种复合材料。

纳米乳液的制备方法多种多样，常见的方法包括电化学法、化学法和物理法等。

本次实验采用物理法制备纳米乳液。

物理法制备纳米乳液的主要步骤包括乳化剂选择、乳化剂溶解、乳化剂与溶液的混合搅拌和高压均质等。

实验过程中，我们使用超声波仪、激光粒度仪等设备对所制备的纳米乳液进行表征。

纳米乳液的粒径调控对其性质和应用具有重要意义。

纳米乳液的粒径大小会影响其稳定性、输运性和释放性能，因此在实验中需要对所制备的纳米乳液进行粒径调控。

常见的调控方法包括调整乳化剂的浓度、加入共溶剂或表面活性剂、改变乳化剂的种类和使用高压均质等。

四、实验内容1. 实验准备：确定实验组成员，分工合作，并准备所需的实验仪器和试剂；2. 制备纳米乳液：按照实验要求选择乳化剂，溶解乳化剂后加入溶液中，进行搅拌和高压均质，制备纳米乳液；3. 表征纳米乳液：使用超声波仪将纳米乳液进行超声处理，使用激光粒度仪对纳米乳液的粒径进行测定，分析其分布和稳定性；4. 粒径调控：根据实验结果，调整实验参数，如乳化剂浓度、共溶剂或表面活性剂的加入量、均质时间和压力等，对纳米乳液进行粒径调控；5. 思政教育：在实验过程中，加强对学生的思想品德教育，引导学生认识到纳米科学对社会进步和可持续发展的重要意义，并讨论纳米科学与伦理、安全等方面的关系；6. 实验总结：学生根据实验数据和结果，撰写实验报告并进行讨论，总结实验经验和心得体会。

纳米乳液制备技术及功能应用研究进展

纳米乳液制备技术及功能应用研究进展江连洲;李佳妮;姜楠;李杨;隋晓楠;伍丹;张璟;张菀坤;王中江【摘要】With the development of science and technology in the field of food,nanotechnology infood,medicine,cosmetics,petroleum,agriculture,coating material and other fields is widely used,causing a high degree of social concern.Nano technology is concerned with many aspects of science and technology.Embedding technology is one of the important technologies.Embedding technology has shown great potential in the construction of carriers which transport functional components (such as:fragrance,nutrients,colorants,etc.).This paper described the structure,properties,preparation methods and application of nanoemulsion.At the same time,based on the worldwide application of nanoemulsion in food,this paper expounded buried nano-particles' bioavailability and potential bio-toxicity.This paper also stated present crucial problems which exist in the field of nano-emulsion technology,analyzed the causes of these problems,and provided the basis for the research of nanoemulsion technology in the future.%随着科学技术在食品领域的发展,纳米技术在食品、药物、化妆品、石油、农业及涂料等领域被广泛应用,引起了社会的高度关注.纳米科技包括众多科学技术,其中包埋技术是纳米科技中的重要技术之一.在功能性食品组分的运输载体构建方面,纳米包埋技术展现出了极大的潜力.该文综合叙述了纳米乳液结构、性能、制备方法以及应用情况.同时,该文以纳米乳液在食品中的应用为基础,围绕着被包埋物的人体利用率以及可能存在的被包埋纳米颗粒潜在的生物毒性,阐述了当前纳米乳液技术存在的关键性问题,并分析了问题的产生原因,为纳米乳液技术在日后的研究提供依据.【期刊名称】《中国食物与营养》【年(卷),期】2017(023)006【总页数】6页(P33-38)【关键词】纳米乳液;结构性能;制备方法;生物利用率;潜在毒性【作者】江连洲;李佳妮;姜楠;李杨;隋晓楠;伍丹;张璟;张菀坤;王中江【作者单位】东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,哈尔滨150030【正文语种】中文近几年来，伴随着科学技术的发展，纳米技术的研究与应用在世界范围内受到普遍关注。

石蜡乳液的性能和应用方法

石蜡乳液的性能和应用方法1、外观：灰白色均质半透明液体；乳白色均质液体2、固含量：30%；50%3、PH值：7-94、稳定性：用特殊中性非离子乳化剂乳化，避免以前用碱性皂化不稳定、易分层的缺点，密封放置阴凉处可以存放两年不分层、不破乳、不结块。

二、石蜡乳液性能特点：本品抗酸、抗碱、耐硬水、水溶性强、乳液稳定，任意比例水稀释不分层、不破乳、不结块、保质期长、固含量高、分散性好。

三、石蜡乳液应用范围：1、应用于皮革业：（1）蜡乳液可与加脂剂复配（2）蜡乳液用作皮革涂饰时的添加剂在皮革涂饰剂中加入蜡乳液主要起填充涂层、改善涂层手感、耐磨、防粘及增加光泽等作用。

（3）乳化蜡用作皮革光亮剂、消光剂和手感剂等。

2、应用于建筑业：作钢筋混凝土固化剂。

3、应用于农业：园艺实践证明植物主要靠根部吸收水分,而水分的蒸发是从叶子表面散失掉的。

植物本身耗水量并不很大,如在其叶子表面涂上防水蒸发的喷雾薄膜,可使叶子表面的水分蒸发大量减少。

植物所需的水量还不到其总量的50 %。

4、应用于造纸工业：选纸过程中绝大多数的纸张内部加有内胶料,可使纸张纤维固有的吸收网膜具有理想的抗水强度。

5、应用于人造板：人造板包括纤维板和刨花板两种,这两种板材都是木材行业木料综合利用的产品,其成分除木纤维或木屑外,还需有一定配比的胶料,使木纤维或木屑经过热压处理胶合成型。

一定数量的蜡与胶料一起掺入,使木板具有抗水性和提高表面光洁度。

由于乳化蜡颗粒度小,在人造板制造过程中,通过有效地破乳,可使微小的蜡颗粒从水相中析出,均匀地吸附在木纤维上,在发达国家,已找不到一块不用乳化蜡生产的刨花板和纤维板。

6、应用于木材防水：采用浸泡或喷涂法将石蜡微乳液均匀的涂布在需防水的木材表面，因石蜡微乳液粒径细，可自然渗透到木材内部，烘干即可达到防水的效果。

7、应用于轻工、橡胶行业：在轻工、橡胶行业,乳化蜡可用作上光剂、涂料和助剂。

在制造乳胶手套的预硫化过程,或在胶合调合罐内,可将乳化蜡按1.5～2.5量加入,即能改进铸模的抗粘性,易于手套脱模。

纳米流体体系的研究及石蜡微乳液基液的制备

纳米流体体系的研究及石蜡微乳液基液的制备摘要纳米流体是指以一定的方式和比例，在液体介质中添加纳米级的金属或非金属粒子形成的一类新型传热工质。

与传统传热流体或含有微米级固体颗粒的流体相比，纳米流体具有导热能力高、稳定性好、对设备磨损小等优点。

纳米流体在能源生产、电力供应、发动机冷却、集成电路中微孔道冷却等众多方面具有巨大的应用前景，从而成为材料、物理、化学、传热学等研究的热点[1]。

而石蜡微乳液就是其中的一种非常重要的基体，它是由石蜡经物理改性与水和乳化剂一起制成的一种含蜡和水的均匀流体，是一种油-水-固三项分散体系的稳定的乳状液，其用途非常广泛。

本文主要讲述纳米流体的基本制备方法，其稳定性的影响因素等以及在石蜡微乳液能够生成的条件下制备出了石蜡微乳液。

关键字：纳米流体,石蜡微乳液,制备条件目录摘要.................................................................................. 错误!未定义书签。

Abstract ............................................................................ 错误!未定义书签。

第一章绪论.................................................................... 错误!未定义书签。

1.1 引言.................................................................................. 错误!未定义书签。

1.2 基本理论 (2)1.2.1 纳米流体强化传热机理........................................ 错误!未定义书签。

1.2.2 乳化原理 (3)1.3 石蜡微乳液 (4)1.3.1 石蜡微乳液的技术指标 (4)1.3.2 石蜡微乳液的常用制备方法 (4)1.3.3 石蜡微乳液的应用 (5)第二章纳米流体体系的研究及石蜡微乳液基液的制备 (7)2.1 纳米流体体系的研究 (7)2.1.1 三类纳米流体 (7)2.1.2 纳米流体的制备方法 (7)2.1.3 纳米流体稳定性分析 (8)2.2 石蜡微乳液的制备 (8)2.2.1 实验仪器及药品 (8)2.2.2 实验过程 (8)2.3 实验结果讨论与分析 (9)第三章结论与展望 (12)3.1 结论 (12)3.2 展望.................................................................................. 错误!未定义书签。

纳米乳液乳化技术与应用展望

纳米乳液乳化技术与应用展望微乳（Microemulsion）是一个由油-水-表面活性剂-助表面活性剂组成的，具有热力稳定和各向同性的、清沏的多组分散体系。

由于微乳液中分散相质点的半径通常在10～100nm之间，所以，微乳液也称纳米乳液。

微乳液的理论、微乳技术和应用在过去的二十多年中得到了迅速的发展，特别是在石油危机的70年代,微乳技术在三次采油中所显示出来的巨大作用使微乳技术与应用迅速成为界面化学的一个十分重要而活跃的分支。

90年代以来，除了在三次采油中的获得了更深入、更广泛的应用外，微乳的应用已扩展渗透在纳米材料合成、日用化工、精细化工、石油化工、生物技术以及环境科学等领域。

表面活性剂在纳米乳液形成过程中起着决定性的作用。

1 纳米乳液的形成、结构与性质1.1 纳米乳液的形成与稳定纳米乳液与普通乳液有相似之处，即均有O/W型和W/O型，但也有两点根本的区别：⑴普通乳液的形成一般需要外界提供能量，如搅拌、超声振荡等处理才能形成；而纳米乳液则是自动形成的，无需外界提供能量；⑵普通乳液是热力学不稳定体系，存放过程中会发生聚结而最终分离成油、水两相；而纳米乳液是热力学稳定体系，不会发生聚结，即使在超离心作用下出现暂时分层现象，一旦取消离心力场，分层现象即消失，体系又自动恢复到原来的稳定体系。

关于纳米乳液的自发形成，Prince提出了瞬时负界面张力形成机理。

该机理认为，油/水界面张力在表面活性剂的存在作用下大大降低，一般为几个mN/m，这样的界面张力只能形成普通乳液。

但如果在更好的（表面活性剂和助表面活性剂）作用下，由于产生了混合吸附，界面张力进一步下降至超低水平（10-3～10-5mN/m),甚至产生瞬时负界面张力。

由于负界面张力是不能稳定存在的，因此，体系将自发扩张界面，使更多的表面活性剂和助表面活性剂吸附于界面而使其体积浓度降低，直至界面张力恢复至零或微小的正值。

这种因瞬时负界面张力而导致的体系界面自发扩张的结果就自动形成纳米乳液。

乳化石蜡实验报告

乳化⽯蜡实验报告基础化学综合实验之三乳化⽯蜡的制备班级姓名学号指导教师⽬录⼀、前⾔…………………………………………………………………⼆、原理…………………………………………………………………三、仪器与药品…………………………………………………………四、实验流程及⽅法……………………………………………………1、实验流程图……………………………………………………………2、样品配⽅………………………………………………………………3、操作条件………………………………………………………………五、结果与讨论…………………………………………………………1、实验结果………………………………………………………………2、成功或失败的原因及经验……………………………………………3、影响乳状液稳定性的因素……………………………………………六、结论…………………………………………………………………七、参考⽂献……………………………………………………………⼋、实验总结……………………………………………………………前⾔蜡是重要的化⼯原料，从表1中我们可看出其在化⼯、建材、造纸、⽪⾰、农业、医药等⾏业有⼴泛⽤途。

蜡在常温下是固体，其最多的使⽤形式是乳化蜡。

乳化蜡是⼀种在乳化剂作⽤下，将蜡以微⼩颗粒分散在⽔中的乳⽩⾊流体，属⽔包油型乳状液。

乳状液是由两种或两种以上不互溶或部分互溶的液体形成的分散系统，与乳化技术在⾷品、建筑、医药、⽯油化⼯、农业、炸药、化妆品、洗涤液、⾼分⼦材料等诸多领域都有⼴泛的应⽤。

从2O世纪5O年代开始美国便开展了乳化蜡的研究与应⽤开发⼯作，美国Mobil已开发100多个品种的乳化蜡产品，⽣产和应⽤都有相当规模。

Mobil公司⽣产的乳化蜡具有粒径⼩、乳液稳定、使⽤⽅便、使⽤效果好等优点，应⽤⼴泛；⽇本精蜡株式会社也形成了多种系列乳化蜡产品。

随着纳⽶科技的发展，把纳⽶技术引⼊乳化蜡的制备将成为趋势，各⾏业对蜡的需求已向多种类、精细化⽅向发展。

纳米乳液的作用原理

纳米乳液的作用原理
纳米乳液是一种纳米级颗粒分散在水或油基质中的乳液。

其作用原理主要体现在以下几个方面：
1. 稳定分散：纳米乳液中的纳米颗粒具有非常小的粒径，通常在10-100纳米范围内。

这种小尺寸的颗粒有很大的比表面积，可以增加与周围介质的接触面积，使其更容易分散并保持稳定性。

另外，纳米乳液中通常使用表面活性剂包覆纳米颗粒，使其形成稳定的乳液结构，避免颗粒间的聚集。

2. 渗透性：纳米乳液中的纳米颗粒具有较小的粒径，可以透过皮肤的角质层和毛细血管间隙，有效地渗透到肌肤内部。

这使得纳米乳液能够更好地提供活性成分，改善肌肤的营养供应和滋润效果。

3. 控释效应：纳米乳液中的纳米颗粒可以将活性成分包裹在颗粒内部或表面，通过控制颗粒的释放速率，延长活性成分在皮肤上的作用时间。

这种控释效应可以提高活性成分的利用率，并增强纳米乳液的疗效。

总之，纳米乳液通过纳米颗粒的稳定分散、渗透性和控释效应，能够更好地提高活性成分在皮肤上的吸收和作用效果，达到改善皮肤状态和肌肤疗效的目的。

纳米乳液技术及在化妆品中的应用研究

３．纳米乳液可被用于各种配方体系，如泡
沫配方、膏霜配方、流体和喷雾配方等。
行混合，通过调节高压参数（０— １５００ｂａｒ）而使初级乳液形成极小粒径的乳液。
和温度，预混液通过高压冲射、气穴爆破
等～系列物理过程形成粒径可控的微细乳
２．微流乳化技术
液 — — 亚微米乳液。
微流乳化技术是一种专利的混合乳化技
术，采用了一种叫做微流化的装置。这种装置
纳米乳液的特性
１．纳米乳液与普通乳液相比具有很大的比表面积和自由能，从而使得该乳液成为一种有效地传递●纳米胶囊（纳米颗粒的包裹）
的运动规律和相互作用以及在可能的实际本文主要介绍以高压均质方法研制的纳米
应用中的技术问题的科学技术。它的基本乳液。
含义是在纳米尺寸范围内认识自然和改造
纳米乳液的生产设备和工艺与传统真空均质乳化方法不同，而是采用高压
７７
ｃＨＩＮＡｃｏｓＭＥＴｔｃｓ
ＲＥｖｔＥＷ
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Ｆｉ：』。●；！ ≯？
研究与应用
均质法，将油相成分加入到水相成分中进质头并经历强烈震动和液压剪切的作用力，从

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1#（钾盐聚合物钻井液） 3% 膨润土 +5%KCl+ 0.3% 包被剂 +1% 降滤失剂 +3%CaCO3
2#（强抑制性钻井液） 3% 膨润土 +0.3% 包被剂 +1% 抑制剂 +1% 降滤失剂 +3%CaCO3
表 4 纳米石蜡乳液的油气层保护效果评价
钻井液 1# 2#
2#+2.0%GWN 2#+2.5%GWN 2#+3.0%GWN
表 1 不同 HLB 值的乳化剂对乳液性能的影响
乳化剂的 HLB 值 9.0 9.5 10.0 10.2 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 11.0 12.0
离心后状态离心前分层分层明显分层明显
不分层不分层不分层不分层略有分层分层明显分层明显分层明显离心前分层
钻进过程无托压、保护油气层的作用。加入纳米石蜡乳液的钾盐聚合物钻井液性能见表 6。
表 5 加入纳米石蜡乳液的聚磺钻井液性能
井深 / FV/ PV/ YP/ Gel/ FL/ m s mPa·s Pa Pa/Pa mL
Kf
Cs/ %
φ6/φ3
3 270 66 32 9.0 1.5/3.5 2.6 0.075 0.2 5/4
在水平段的施工中，由于目的层比较薄，井眼轨迹控制难度大，常常出现反复增斜和降斜的情况，常常在泥岩层里面钻进，加大了井壁坍塌风险的可能性，钾盐聚合物钻井液中一次性加入 1 000 kg 纳米石蜡乳液，施工中每钻进 50～100 m 或 24 h，加 0.3～0.5 t 纳米石蜡乳液，起到稳定井壁、降低摩阻、
Ko/10-3 μm2 76.10 63.56 58.34 78.16 93.70
Kd/10-3 μm2 65.96 53.79 52.62 75.15 90.44
恢复值 /% 86.7 86.2 90.2 96.1 96.5
从图 2 还可看出，随着 GWN 加量的增大，纳米石蜡乳液抑制页岩水化分散能力增强，纳米石蜡
在二开井深 3 270 m（井斜角为 62.5°）处，一次性加入 650 kg 纳米石蜡乳液，施工中每钻进 50～100 m 或 24 h 加入 0.3～0.5 t 纳米石蜡乳液，起到稳定井壁、降低摩擦阻力、防止卡钻的目的。加入纳米石蜡乳液的聚磺钻井液性能见表 5。
表 6 加入纳米石蜡乳液的钾盐聚合物钻井液性能
井深 / ρ/ FV/ PV/ YP/ Gel/ FL/ m g/cm3 s mPa·s Pa Pa/Pa mL
Kf
Cs/ %
φ6/φ3
3 483 1.14 67 24 14.5 4.5/9.0 3.0 0.060 0.2 11/6
3 510 1.14 71 24 15.0 4.5/9.0 2.8 0.055 0.2 12/6
第一作者简介：代礼杨，工程师，2002 年毕业于石油大学油田化学专业，现从事钻井液完井液技术研究工作。地址：天津市大港油田渤海钻探工程技术研究院油田化学研发中心；邮政编码 300280 ；电话（022）25928231/13512222892 ；E-mail ： dailiyang_gcy@。
1 纳米石蜡乳液的制备条件优化
1.1 HLB值
当乳化剂的 HLB 值为 10.2～10.6 时，制得的纳米石蜡乳液最为稳定，且乳液的平均粒径较小（96.8～126.0 nm），见表 1。由表 1 可知，HLB 值为 10.5 时，乳液的平均粒径最小，说明此时复合乳化剂的 HLB 值与石蜡的 O/W 型乳液所需 HLB 值非常接近，乳液颗粒细小均匀，稳定性高。因此选择 HLB 值为 10.5 的复合乳化剂。
图 3 苏 76-2-3H 井的井径曲线（下转第11页）
李光辉等：乳化对岩心进行清洗，实验步骤为： ①正向盐水测原始渗透率 K ；②反向用柴油测岩心油相渗透率 K0 ；③正向注乳化石蜡溶液 3 PV，并放置 24 h ；④反向注入柴油测量渗透率 K1。驱替速度为 0.1 mL/min，渗透率恢复实验结果见表 4。
二开采用 φ215.9 mm 钻头钻至井深 3 419 m，下入 φ177.80 mm 技术套管至井深 3 415.39 m。该井段下部（井深 2 706～3 419 m）使用聚磺钻井液钻进。三开使用φ152.40 mm 钻头钻至井深 4 112 m，使用钾盐聚合物钻井液钻进，钻遇地层主要为刘家沟组、石千峰组、石盒子组，“双石组”地层，易垮塌。石千峰组下部地层为砂岩夹泥岩、砂质泥岩，水敏性强，水化后分解成片状，虽在常规井中表现不明显，但在该水平井中易塌层正处于大斜度井段，往往要钻遇几米至几十米，坍塌问题十分突出。石盒子组为泥岩与砂岩互层，以硬脆性泥岩为主，该泥岩还存在微裂缝，由于钻井液浸泡时间长，易造成井壁失稳而发生剥落垮塌，且还处于大斜度井段或水平段，更易发生垮塌。水平段采用裸眼完井。
【理论研究与应用技术】
纳米石蜡乳液的研究及应用
代礼杨 1 ，李洪俊 1，苏秀纯 1，曹卫强 2，舒儒宏 2，任正军 1，徐瑞国 1
（1. 渤海钻探工程技术研究院，天津；2. 渤海钻探泥浆技术服务分公司，天津）
代礼杨等 . 纳米石蜡乳液的研究及应用 [J]. 钻井液与完井液，2012，29（2）：5-7，11. 摘要采用反相乳化法制备出一种纳米石蜡乳液（BZ-GWN），该剂无荧光、环境保护性能好。室内实验评价结果表明，BZ-GWN 具有好的抑制防塌性能、润滑性和油气层保护性能。该处理剂在华北油田和苏里格气田现场试验应用了 5 口井，介绍了其在泉 75-10X 和苏 76-2-3H 井的应用情况。现场应用表明，加入 BZ-GWN 的聚磺钻井液和钾盐聚合物钻井液具有良好的抑制性、防塌能力和润滑性；钻进中未发生井壁失稳垮塌现象，起下钻顺畅，水平段没有出现托压等现象，井眼规则，钻井施工顺利。关键词纳米石蜡乳液；制备；HLB 值；润滑性；防塌性能；防止地层损害；钻井液中图分类号：TE254.4 文献标识码：A 文章编号：1001-5620（2012）02-0005-03
t 乳化 /min 15
乳液外观白色略黄
乳液稳定性平均粒径 /nm 放置一天破乳＞1 000
20
白色不透明放置一天破乳＞800
30 乳白色微泛蓝光离心依然稳定
110.9
40 乳白色微泛蓝光离心依然稳定
108.5
2 纳米石蜡乳液的性能评价
2.1 抑制防塌性能
对纳米石蜡乳液进行线性膨胀和页岩滚动回收率实验，结果见图 2。页岩滚动回收实验条件为： 80 ℃、16 h，页岩过孔径为 0.90～2.00 mm 的筛。
4 030 1.14 68 31 14.5 4.5/9.5 2.6 0.055 0.3 12/6
注：钻井液 pH 值为 10。
现场施工表明，加入纳米石蜡乳液的聚磺钻井液和钾盐聚合物钻井液具有良好的抑制性，防塌能力强，润滑性好；钻井施工中未发生井壁失稳垮塌，起下钻顺畅，水平段没有出现托压等现象，钻井工作顺利。苏 76-2-3H 井的井径曲线见图 3。从图 3 可以看出，在钾盐聚合物中加入纳米石蜡乳液，井径曲线规则，无明显坍塌现象，平均井径扩大率为 4.09%。这也证明了纳米石蜡乳液对“双石组”地层微裂缝和孔隙进行了有效的封堵；纳米石蜡乳液和 KCl 复配使用，具有更好的抑制性。
2.4 环保性能及荧光级别采用发光细菌 500 型仪器，按照 ISO 11348-3
代礼杨等：纳米石蜡乳液的研究及应用
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标准，对 1% 纳米石蜡乳液进行发光细菌法 EC50 毒性试验，在 5、15 min 时进行检测，结果分别为 372.1 g/L、414.8 g/L。可以看出，纳米石蜡乳液属低毒性，满足环境保护要求，可适用于环境敏感地区。在紫外光仪下观察其荧光并与标准系列对比，确定其荧光级别低于 4。
纳米石蜡乳液是粒径在亚微米级（50～500 nm）的乳状液，其外观随粒径大小的不同可能会呈现透明 / 半透明（50～200 nm）或乳白色（200～500 nm）。由于其粒径小，通常表现出极高的长期动力学稳定性。以 2 种非离子表面活性剂作为混合乳化剂，采用反相乳化（EIP）法，在乳化剂作用下将石蜡分散成微小的液滴，在蜡水界面形成具有一定强度的乳化剂单分子层膜，制备出了一种纳米石蜡乳液。 [1-3] 该乳液在作为水基钻井液添加剂时，具有防塌、润滑和保护油气层等作用，其低毒、无荧光，能满足保护环境和钻探施工的要求。 [4-6]
从图 2 可以看出，加入纳米石蜡乳液后，黏土的膨胀高度明显降低；0.5% 的纳米石蜡乳液抑制黏土膨胀的效果与 7%KCl 接近。当纳米石蜡乳液的加量为 1% 和 2% 时，线性膨胀量的降低率分别为 19% 和 31%。
图 2 纳米石蜡乳液 BZ-GWN 的抑制防塌性能
用 EP 极压润滑仪测定其极压润滑系数，实验结果见表 3。从表 3 可知，当纳米石蜡乳液加量为 1% 和 2% 时，极压润滑系数降低率分别达到 28%、 40%，泥饼黏附系数降低率分别达到 29%、64%。
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乳液与 KCl 复配后抑制页岩水化分散的效果更好。
2.2 润滑性
图 1 乳化剂浓度对乳液粒径的影响
1.3 乳化时间
乳化时间对纳米石蜡乳液的影响见表 2。由表 2 可以看出，乳化时间延长有利于将乳液滴分散得更均一细小，乳化时间为 30 min 时，乳液稳定性和平均粒径达到最佳值。
表 2 乳化时间对乳液的影响
3 现场应用
纳米石蜡乳液 BZ-GWN 在华北油田现场试验应用 2 口井、在苏里格气田现场试验应用 3 口井，均取得了良好的效果。下面介绍纳米石蜡乳液在苏里格气田苏 76-2-3H 井的现场应用情况。
苏 76-2-3H 井为一口开发水平井，属鄂尔多斯盆地伊陕斜坡苏 76 区块，完钻井深为 4 112 m，垂深为 3 211.54 m，入窗点井深为 3 419 m，垂深为 3 210.83 m，水平段长为 693 m，井底水平位移为 1 089.65 m，最大井斜角为 93.1°。