石油是原油及其加工產品的總稱。原油是相對分子質量分布很廣,常溫下可為氣態、液態、固態的多種烴類的混合物。石油工業中,由鉆采到精煉加工等多道工序,都存在起泡的問題。在這一領域中消泡劑的應用,會取得各種有益的效果。
(一)鉆井過程
在鉆井的同時,須用泥漿泵把泥漿沿鉆桿的空心打到鉆桿底端鉆頭上,再由鉆桿與井壁的空隙返回地面,返回時將鉆下的巖屑攜帶上來,在泥漿池中巖屑沉淀后,干凈的泥漿再循環使用。泥漿在鉆井中不僅有攜帶巖屑,冷卻鉆頭,潤滑鉆桿,保護井壁的作用,還有一個重要作用,就是平衡地層壓力。當鉆透了含高壓油、氣、水的地層時,如果沒有相對密度較大的泥漿壓住,則油、氣、水將自動噴出,此時,因尚未安裝好井口裝置,就會導致“井噴事故”。配制泥漿時,需有足夠的相對密度,一般泥漿成分為:粘土、重晶石粉、褐煤、木質磺酸鹽、羧甲基纖維素等。為使土粒、石粉懸浮于泥漿中必須含有一些表面活性劑。在地層中天然氣逸出時,使泥漿產生泡沫,泥漿中的表面活性劑具有穩泡的作用,這就使泥漿池中泡沫來不及自行破滅,而又循環回入井中。嚴重的起泡現象,還因泡沫上附著表面活性劑過多,影響泥漿懸浮體系的穩定性。含泡沫太多時因相對密度減小,有時
會壓不住井噴。解決泥漿泡沫問題的辦法,是添加消泡劑,如配制泥漿時,首先是往土粒、石粉等中添加消泡劑,如雜醇類、蓖麻油、煤油、松油等,然后,再添加懸浮泥漿的木質磺酸鹽等表面活性劑。這樣,就可大大地減弱泡沫的穩定性。乙基硅油添加到泥漿原料中,再與表面活性劑混合,配制得當,可使泥漿在40天內不起泡。適用于鉆井泥漿的消泡劑還有:制取1,2-二氯乙烷的蒸餾釜底物、甲基硅油乳液和磷酸三丁酯等。在一瓶泥漿試樣中添加質量分數為150x10-6聚醚型消泡劑丙二醇單油酸酯和硬脂酸鋁;另一瓶同樣泥漿不添加消泡劑,各自高速攪拌15min,觀察泡沫高度,加消泡劑的泡沫約少54%。鉆井之后須要下套管,套管與井筒的間隙中,要填充固井水泥,為使混凝土漿中氣泡及時合并,逸出,破滅,也須添加消泡劑。