开发了可用于油田的纳米乳液。更具体地，发现油包水（Ｗ／Ｏ）、水包油（Ｏ／Ｗ）和其它类型的纳米乳液在钻井、完井、井修复及其它油气工业作业中具有有益的应用。此外，在油气作业过程中，纳米乳液可降低摩擦压力损失，并减少固体加重材料的沉淀。还公开了纳米乳液的新型制备方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及纳米乳液，其制备和用途，这类用途包括涉及油田(油气工业)的那些用途。本专利技术还涉及油包水(W/0)、水包油(0/W)和其它类型的纳米乳液。更具体地，在非限制性的实施方式中，涉及纳米乳液及其制备，以及它们在钻井、完井、井修复及其它油气工业相关中的用途。此外，本专利技术还涉及在油气作业期间降低摩擦压力损失和/或减少固体加重材料的下沉，例如在井的环状空间中的重晶石下陷或颗粒沉降。
技术介绍
纳米乳液具有许多使它区别于其它乳液的物理性质。由于它们的小平均液滴尺寸，通常小于可见光谱的光波长(因而小于约400nm)，对裸眼而言纳米乳液通常显示为透明或半透明，甚至在高液滴体积分数的情况下。术语亚微米乳液(SME)和细乳液有时用作术语纳米乳液的同义词。纳米乳液在许多工业和应用中具有非常大的应用前景。纳米乳液可定义为一种乳液类型，其中分散/不连续相的平均液滴尺寸小于 IOOOnm ；连续和分散/不连续相的组分必须足够不相混溶，使得能形成各自的相。某些纳米乳液可具有更小的指定平均液体尺寸范围，并且可能具有超过一种分散/不连续相。这些乳液通常包括非极性相(通常称为油相)、极性相(通常含水且称为水性相或水相)，表面活性剂和任选的一种或多种额外的助表面活性剂。根据制备方法，可能有窄的液滴尺寸分布。纳米乳液通常对于沉降或分层(creaming)是稳定的，具有高动力学稳定性，可能是因为布朗运动和扩散速率高于重力诱导的沉降或分层速率。然而，它们通常是不平衡体系(通常需要能量输入才能形成)，因而是热力学不稳定的，因此具有分离为组成相的倾向。通常，主要有两种制备纳米乳液的方法⑴通过“诱导(persuation) ”以及⑵通过“强力(brute force)，，，它们记载在 Salager, Forgiarini 禾口 Marquez 的 Pharmaceutical Emulsions and Suspensions, (2nd edition), Nielloud and Marti-Mestres editors, Taylor and Francis(London) 一书的“纳米乳液”一章中。通过诱导制备涉及利用某些相变，而通过强力制备涉及赋予足够的剪切以将不混溶内相的液滴尺寸减小到小于lOOOnm。 这些方法可进一步描述如下。(1)通过诱导(1. 1)借助单变量的改变由接近最佳状态发生相变该方法涉及改变接近最佳状态(HLD(亲水亲脂性偏差)接近0)的体系的一个配制变量，例如盐度或温度，例如对Winsor III微乳液(与两个过量相，水和油，达到平衡的中间相微乳液；它可理解为溶胀胶团的集聚数目过多使得它们彼此接触，形成完美的双连续结构)施加更高的温度。(1. 2)借助多变量的改变由接近最佳状态发生相变该方法包括改变超过一个配制变量，例如在Winsor III微乳液中施加更高的温度并引入额外的盐。(1. 3)(Catastrophic inversion)该方法包括引起低内相乳液反转，使得该内相变为外相。(1. 4)通过形成液晶来稳定相变该方法包括通过由接近HLD = 0的状态形成液晶来稳定纳米液滴。(2)通过强力该方法可包括使用高速混合器、高压均质器、高频超声装置、小孔膜等。近期文献的调查显示通过分散或高能乳化方法形成0/W和W/0纳米乳液明显非常常见，而通过冷凝或“低能”乳化方法(根据乳化过程中发生的相变这类方法可利用这些体系的物化性质)形成纳米乳液则明显开始吸引关注。在后提及的“低能”方法可通过在相图上具有非常低界面张力的特定区域内操作来进行，这些区域是液晶和微乳液区域；与原始体系不同，在乳化过程结束时，形成的纳米乳液并不处于热力学平衡。纳米乳液的性质，例如小液滴尺寸、相对高的动力学稳定性和光学透明度似乎不仅取决于(至少在许多情况下)组成变量，而且取决于制备变量，如乳化途径、混合能量输入程度以及乳化时间。这些进一步记载在T. G. Mason, J. N. WilkingX Meleson，C. B. Chang 禾口S.M Graves 的〃 Nanoemulsions !Formation,Structure,and Physical Properties", Journal of Physics :Condensed Matter, 18 (2006) R635-R666 ；以及C. Solans, J. Esquena. A. M. Forgiarini, N. Uson, D. Morales, P.Izquierdo 禾口 N. Azemar 的 "Nanoemulsion Formation,Propert ies and Applications" in D.Shah,B. Moudgi1,K. L. Mittal(Eds.), Adsorption and Aggregation of Surfactants in Solution, Surfactant Science Series, Marcel Dekker, New York,2003, pp 525-554 中。纳米乳液是在许多工业领域中显示出应用前景的新兴技术。目前，纳米乳液的主用应用表现为集中在高附加值领域，例如在用于聚合的纳米反应器中、在化学、化妆品和药物应用中以及在食品工业中。这种应用的一个近期例子涉及用于制备和使用作为输送体系的纳米乳液的组合物和方法，通过高剪切应力技术生成的乳液，并且应用在保健品、药物和化妆品领域中。值得注意的是，纳米乳液通常使用相比许多微乳液所需更少的表面活性剂来配制；因而非常可能纳米乳液将在商业上起到越来越重要的作用。生产纳米乳液采用的主要成本要素通常是所需的能量输入；降低该能量成本的方法受到关注。最近进行的文献调研显示，未提及纳米乳液在钻井、完井、修复或许多其它油田流体或过程中的用途。注意到少数所关注的内容。一个这类项目是WO 2005/090851，它涉及聚合纳米乳液作为用于多相流的流阻 (drag)/摩擦和/或压力降低剂(reducer)的用途。据称，所述聚合纳米乳液能促进流动， 并减少同时包含油和水的多相管线中的流阻和摩擦，包括油/水、油/水/气、油/水/固体和油/水/气/固体，例如用于油或气生产、聚集和传输，和用于油砂或重油浆液的水力输送的那些。所述聚合纳米乳液流阻降低剂是通过借助充分混合将各组分结合，以形成具有可接受的小尺寸的液滴，据报导所述纳米乳液是贮存稳定的并且具有约200cP或更低的粘度，这使得它易于泵送。这些纳米乳液具有烃外相、具有水溶性聚合物溶解于其内的水性内相的液滴，其中所述液滴的平均尺寸低于约300或者甚至200nm，和至少一种表面活性剂。此处所用的适合的流阻降低聚合物是聚丙烯酰胺。所述组合物的一种具体应用是经由海底管道将所述纳米乳液聚合物产品连续注入到多相流动管线中以实现提高产量和/或降低通过处理系统的压降。注意到的另一项目是美国专利申请公开No. 2008/0110618，其公开了具有过量油或水或两者均有的纳米乳液、粗乳液、细乳液和微乳液体系(Winsor I、II或III相特性) 或者单相微乳液(Winsor IV)，其改善了借助油基泥浆进行烃储层井眼钻井过程本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种纳米乳液组合物，包含：（１）连续相，（２）平均液滴尺寸小于１０００ｎｍ的不连续相，（３）表面活性剂，以及（４）固体加重剂；其中，所述相（１）和（２）中一者是基于非极性的相，且另一者是基于极性的相。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·奎恩特罗，
申请(专利权)人：贝克休斯公司，
类型：发明
国别省市：US
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