有机硅消泡剂在石油化工行业的应用

在石油化工行业中，需使用消泡剂的地方有采油、钻井、油气分离、常减压蒸馏、石油发酵、延迟焦化、芳烃抽提及润滑油等。

1.1 在油田钻井液中的应用

在石油钻井过程中，当钻遇含气地层时，地层中的烃类、CO2、H2S 等气体便扩散或侵入钻井液中，由于循环的钻井液对侵入气体有搅拌作用，且钻井液的处理剂一般都具有表面活性，导致钻井液起泡现象严重，钻井液密度下降，润滑性能变差，冷却钻头的效率降低，流变性变差，严重影响泥浆泵的工作效率，给钻井液的循环带来一定困难。同时，钻井过程中，钻井液的黏度和切力越高，起泡后的钻井液越不易从地面排出，从而造成气泡积累，危害更大。因此，钻井液用消泡剂的研究意义重大。影响钻井液消泡的因素极为复杂，消泡剂的研制和使用需考虑钻井液类型、矿化度、pH 值、流变性、温度、起泡剂类型和含量等多种因素。

国内常用的钻井液消泡剂主要有硬脂酸铝及其复合物、聚醚、正辛醇、脂肪酸和脂肪酸酯等，这些消泡剂在加入一定时间后就丧失了效力，其抑泡能力和效果不能满足现场施工要求，要防止泡沫再次生成，需要反复多次加入消泡剂。

近年来，科研人员在研究适用于油田钻井液消泡剂方面做了大量工作。吕鑫等针对气田钻井液发泡问题，研制了一种以有机硅为主体的乳液型消泡剂，成功解决了气田钻井液反复起泡的问题。

李蔚萍等针对麦克巴油田现场黄原胶增粘钻井液消泡难和消泡剂使用成本较高的问题，对二甲基硅油、二氧化硅、乳化剂等处理剂的类型和用量进行优选，成功开发出乳液型有机硅消泡剂HXP-3。该消泡剂不仅对普通钻井液具有较好的消、抑泡效果，且对黄原胶增粘的难消泡钻井液也具有良好的消泡效果，流变性、稳定性和消泡性在国内同类产品中具有明显优势，已在麦克巴服务的海上油田、江汉油田及冀东油田投入使用，取得了较好效果。

王卫东等制备了一种适用于多种钻井液的缓释型复合消泡剂，该消泡剂在加入ABS 发泡的淡水、4%盐水、饱和盐水基浆中的综合消泡性能好于醚类、酯类和醇类消泡剂，在聚磺、聚合物和饱和盐水凹凸棒实验钻井液中消泡性能好，对钻井液常规性能无影响，还有减摩阻作用。在聚合醇和钙基实验钻井液中，加入该剂0.07%时密度恢复率超过90%，在聚磺实验钻井液中，150 ℃仍具有良好的消、抑泡效果。该消泡剂已在大港、胜利、华北、大庆、冀东、辽河等油田获得应用，效果良好。

王雅新等以二甲基硅油为主要原料合成硅膏，采用复合乳化体系对其进行乳化，研制成钻井液用乳液型消泡剂，消泡性能优异，消泡稳定性≥30 min，淡水浆密度恢复率≥90%，盐水浆密度恢复率≥98%。

1.2 在油田固井泥浆中的应用

在油田固井施工作业过程中，为使有限的API 标准水泥种类能够满足多种固井条件，需向油井水泥浆中添加多种外加剂以改善水泥浆的综合性能。加有外加剂的油井水泥浆在高速搅拌下会产生大量具有较高黏滞性的气泡而滞留于浆体内，在连续施工条件下，如不能快速消泡，将会使水泥浆实测密度明显小于真实值，导致水泥石强度和胶接强度降低，同时，当这种错误信息被实时反馈到配浆系统时，会导致油井水泥与配浆水的比例改变，影响水泥浆中各种外加剂的有效含量，导致其流变性能、失水量、稠化时间等参数与设计产生偏差，严重时直接导致固井施工失败。普通消泡剂很难消除固井施工中的起泡。

当前国内消泡剂的生产厂家主要分布在江苏、上海、浙江、北京、东北、四川等地。性能优良的油井水泥浆消泡剂要求具有较高的消泡能力，且不与其它外加剂起化学反应，适用于淡水、盐水泥浆体系，不影响水泥浆稠化性能、抗压强度、流变性能等。现有国产消泡剂消泡效果差，不能适应不同的油井水泥浆体系和应用条件。此方面消泡剂的研究有很大的上升空间。