油包水钻井液低油水比配方探索

油包水钻井液低油水比配方的探索和应用

摘要：油包水钻井液具有能抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度较小等多种优点。目前已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的重要手段，并且还可广泛地用作解卡液、射孔完井液、修井液和取心液等。油基钻井液的配制成本比水基钻井液高得多，使用时往往会对井场附近的生态环境造成严重影响。现场通常使用的油水比为80:20或者更高的油水比，使的油包水钻井液成本远高于水基钻井液。本文通过油包水乳状液的机理分析确定实验方案，通过实验得到了75:25的油包水乳化钻井液配方，此配方具有良好的乳化稳定性。最后给出了现场配置、日常维护的指导意见。关键词：油水比油包水乳化钻井液75:25

前言：

油包水钻井液的连续相是油，其滤失液也是油，所以油包水钻井液设计和维护简单，具有防止钻具腐蚀、抗硫化氢和二氧化碳污染的能力，并能回收再使用。

目前大庆地区使用的油基泥浆油水比为80:20-90:10，为了节约成品油的消耗，降低油包水钻井液的成本，我们通过对油包水乳化钻井液的机理分析、处理剂的筛选、实验室性能试验分析确定出75:25油水比油包水乳化钻井液体系，经现场试验，符合现场要求。

一、油包水乳化钻井液机理分析

油包水乳化钻井液是以水珠为分散相或内相，以各种油类作为连续相或外相，并添加乳化剂、亲油胶体以及其它处理剂、加重剂所形成的稳定的乳状液。

在乳状液中存在的水越多，水滴聚集和合并的机会越大。假定水珠的大小相同，含水量小的体系更稳定，如果水量相同，水珠越细，乳状液越稳定，大水珠比小水珠更易聚结，另外，水珠大小愈均匀，乳状液也就越稳定。为了使水在油中乳化，必须有足够的化学乳化剂，以便在每个水珠周围形成完整的一层膜。若加入的乳化剂不足，乳状液将不会稳定。为得到更细的大小均匀的水细珠，应该

以剪切的方式给体系施加外力，可以通过泥浆枪或离心泵的搅拌作用来实现，尤其在初配油基泥浆时，尽一切可能高度剪切泥浆是非常重要的。

当加入油时，由于水珠之间的隔离更大，乳状液就变得更稳定，反之，增加水时，由于水珠之间的距离变小将降低稳定性。加入油和水将影响粘度，油会降低粘度而水增加粘度。为了控制粘度、凝胶强度和滤失量，需要调整适当的油与水的比例。

1.1油包水钻井液稳定性影响因素

由于油包水钻井液是通过水和亲油固体稳定分散于油里获得的，因此，凡是影响油包水乳状液稳定的因素都会影响油基钻井液性能。

（1）油水比：随着水量和分散体数量的增加，粘度、切力将会上升。同时，高度分散的水滴有堵塞泥饼孔隙的作用，故有利于降低钻井液滤失量。

（2）乳化剂的品种和加量：乳化剂的品种和加量将影响水滴的分散程度和稳定性。首先，主乳化剂是决定乳状液类型和建立牢固乳化膜的骨架基础；其次，辅助乳化剂的影响主要是品种，其次是加量。当主／辅乳化剂配合很好时，钻井液的破乳电压高、滤失量低。

（3）有机土的加量：有机土的加量对油基钻井液性能的影响如同水基钻井液中膨润土的作用，能提高钻井液的粘度、切力及乳状液的稳定性并降低钻井液滤失量。

（4）其它影响因素：PH值、温度、压力以及氧化沥青的使用等。

1.2油包水乳状液的微观结构

在柴油和盐水组成的液体里加入一种表面活性剂即乳化剂，经过充分剪切，形成油包水乳状液。乳化剂在油-水界面形成一种坚固的膜，液滴相碰时，不易合并变大，使乳状液稳定，同时乳化剂降低油水界面张力，使乳化剂富集，有利于形成较稳定的乳化剂层。它增加外相粘度，以增加粒子碰撞的阻力，从而提高乳状液的稳定性。

乳状液稳定性的决定因素是界面膜的强度和紧密程度。若界面膜中吸附分子排列紧密，不易脱附，膜具有一定的强度和粘附性，则能形成稳定的乳状液。在油水体系中加人表面活性剂后，在降低界面张力的同时，根据Gibbs吸附定理，表面活性剂必然在表面发生吸附、形成界面膜。此界面膜具有一定的强度，对分

散的液滴有保护作用，使其在相互碰撞时不易聚结。当然，只有加入足够量的表面活性剂才能获得最佳乳化效果，这是因为表面活性剂浓度较低时，界面吸附的分子较少，界面膜的强度较差。所形成的乳状液的稳定性亦较差；当表面活性剂浓度增加至一定值后,界面吸附的分子呈紧密定向排列，膜的强度增大。液滴聚结受到的阻力较大,所形成的乳状液的稳定性较好。不同的表面活性剂,达到最佳乳化效果的量不同，这与其形成的界面膜强度有关。一般而言,吸附分子间的相互作用较大者形成的界面膜强度较大；相互作用较小者形成的界面膜的强度较小。由于高纯度的表面活性剂往往不能产生完全封闭的界面膜，所以机械性能不是很强。一个好的乳化剂通常都是由两个或两个以上的表面活性剂组成。这类混合乳化剂的特点是其组成中一部分是水溶性表面活性剂,另一部分是油溶性表面活性剂。混合乳化剂中的两组分在界面上吸附后即形成“复合物”，定向排列较紧密，界面膜为一混合膜，具有较高的强度。总之，一定的界面膜强度是乳化的必要条件。

1.3低油水比产生的问题及解决方法思考

正常使用的油包水钻井液，油水比变低时，水珠之间的距离变小，相邻水珠碰撞结合的机会变大，使得乳状液体系不稳定，破乳电压变小，严重时油水会分层。同时，水相的增多，会导致体系内摩檫阻力变大，宏观变现为钻井液粘切增加。API失水、高温高压失水增加。

为了使水珠之间接触的机会变小，可以通过提高界面膜的强度和致密性来实现，选择性能优越的乳化剂是关键。由于乳化剂分子在液滴表面上可形成紧密的吸附层，并在界面层成定向楔的界面，故而乳化剂分子的结构以及空间排布对稳定性的影响比较关键。乳化剂分子的空间构型主要指分子中极性基团截面积的相对大小，若两种基团的截面积不同，在乳化剂分子象两头大小不一的楔子，在油水界面上形成紧密排列的吸附层。截面积小的一头总指向分散相，截面积大的一头总指向分散介质，形成定向楔的界面。因此选择油包水乳化剂时尽可能选择亲油端较大的乳化剂作为主乳化剂，这样乳化体系相对较难发生转相，但同时要考虑到空间位阻，可适当的选配不同分子量的油包水乳化剂作为复合乳化剂，来填充不同分子量乳化剂之间的空隙。

对于油水比降低造成钻井液失水增大的问题，可以考虑增加降滤失剂加量，优选降滤失剂的类型。油水比降低，油包水钻井液粘切增加，可以选择造浆性能好的有机土，减少其加量，以降低固相对钻井液的影响。

二、低油水比油包水钻井液实验方案

现场经常使用的是80:20油水比的油包水钻井液，观察油水比不断降低，钻井液性能变化趋势。在低油水时钻井液电稳定性变差，采用提高乳化剂加量的办法来提高乳化稳定性，采用减小有机土加量的办法来减小低油水比造成的高粘切的问题。

采用对比试验的方法来确定低油水比下的最佳性能。

第一组实验实验配方x柴油+3%主乳+1%辅乳+3%CaO+3% 有机土+4% 降滤失剂+ 40% CaCl2水溶液（400mL钻井液）

结论：随着油包水钻井液油水比的降低，钻井液塑性粘度和切力变大，破乳电压变小。

第二组实验实验配方300mL柴油+x主乳+x辅乳+3%CaO+3%有机土+4%降滤失剂+100mL 40%CaCl2水溶液(油水比75:25,400mL钻井液)

结论：高乳化剂加量能提高油包水钻井液的乳化稳定性，同时3:1的主辅乳比例比4:1有更好的电稳定性。

第三组实验实验配方300mL柴油+5%主乳+1.7%辅乳+3%CaO+x有机土

+4%降滤失剂+100mL 40%CaCl2水溶液(油水比75:25,400mL钻井液)

结论：随着有机土加量的减小，钻井液粘切变小，破乳电压随之减小，75:25油水比的油包水钻井液在1%有机土加量下获得最佳性能。综合上面的实验最终确定75:25油水比钻井液的配方如下：300mL柴油+5%主乳+1.7%辅乳

+3%CaO+1%有机土+4%降滤失剂+ 100mL40%CaCl2水溶液(400mL钻井液)。三、油包水钻井液低油水比配方在齐平2-平1井的现场应用

概况：齐平2-平1井位于松辽盆地北部中央坳陷区齐家南地区的一口水平井，完钻井深3894m，水平段长1494m。本井共二开，油包水钻井液施工井段1422m-3894m。主要施工难点为：

①水平段长，容易造成返砂不好，形成岩屑床，如果钻井液携岩效果不好，易造成卡钻等井下事故。

②嫩二段、青山口组二、三段及青一段发育巨厚层暗色泥岩，泥岩吸水后易膨胀，易发生井塌事故。

3.1 钻井液的配制

油包水泥浆的配制对其加料顺序和剪切情况有较高要求，必须重视以获得稳定的乳状液。

3.1.1 老浆改造

根据老浆重复利用的需要现场从别井倒入老浆80m3，通过测量老浆密度1.22g/cm3，粘度85s，固相含量25%，油水比为79：21。老浆固相含量、密度偏高，性能不好，地面建立循环，使用离心机处理，让其性能均匀稳定。老浆改造前后性能如下：

3.1.2 新浆配制

现场共有6个泥浆罐，其中5#和6#做为配浆罐，具体配浆步骤如下：

（1）首先在5#配浆罐打入柴油，加入5%主乳化剂和2%辅乳，充分剪切搅拌，再加入4%油包水降滤失剂、1%有机土直至材料全部分散为止，完全混合均匀后就可获得稳定的体系。

（2）在6#配浆罐配制40%的CaCl2盐水，直到所加的盐全部溶解。

（3）将5#罐的CaCl2盐水加入6#罐，需缓慢加水，搅拌有力以便尽快形成乳化液。

然后把新浆和改造后的老浆利用混合泵充分循环剪切，测得最终开钻性能如下：

3.2 现场维护处理

3.2.1 流变性

处理时，要控制各种处理剂在设计的范围内,以维护钻井液性能稳定。柴油和盐水控制在75:25左右, 既经济又能提高携屑能力。CaCl2不能和加重材料重晶石一起加入,否则会引起重晶石水润湿。轻浆的配制方法很灵活，根据井浆的性能和施工井段的要求来确定药品的加量。

（1）油包水乳化钻井液应尽可能维持较低的塑性粘度，以利于提高钻速。维护的重点是固相清除，减少钻屑的累积。

（2）油包水乳化钻井液应具有良好的剪切稀释性能。应有足够的切力悬浮加重材料，较高的屈服值提高携砂能力。

（3）根据井下情况控制油包水乳化钻井液的粘度、屈服值和切力。提粘切可以通过加入有机土、CaCl2水溶液和补充乳化剂的方法实现，加入药品时要按照循环周进行，加入量要计算准确，不易浓度过高；降粘切可以通过利用除砂器离心机清除无用固相、混入一定量的轻浆或柴油、排放沉砂罐的方法实现，轻浆或柴油也要按循环周逐渐缓慢混入。

3.2.2 电稳定性

（1）电稳定性的维护主要通过调整乳化剂的加量来完成，随着乳化剂的损耗，电稳定性会逐渐降低，及时补充主乳和辅乳，根据实测破乳电压数据来确定加量，保持破乳电压＞600V为宜；

（2）预防润湿反转主要通过监测破乳电压和振动筛的返砂情况，尤其是在加重之前，必须补充足量的乳化剂（润湿剂），保证重晶石粉的润湿效果。

3.2.3 油水比控制

降低或提高油水比可以通过精确的测量和计算，确定混入CaCl2水溶液或轻浆或柴油的加量，每次可以按循环周混入3~4m3,少量多次完成，保证全井钻井液性能的平稳变化。

3.2.4 固相控制

现场使用3台高速线性振动筛和2台高速离心机清除固相。除振动筛和离心机外，关闭所有其它固相控制设备，例如除砂器、除泥器等。在振动筛上配备使用120 ～200目的筛布, 可一次清除74μm以上的固相颗粒。由于所钻地层的固相颗粒的大小可能和筛布网眼相同，尤其是砂岩颗粒，容易导致堵塞，因此应适当更换不同目数的筛布，在清除固相颗粒的同时尽量减少从振动筛处跑钻井液。对于低于74 μm的固相颗粒，以及由于更换筛布没有清除的高于74μm的颗粒，通过离心机清除。

现场每两小时监测一次密度、粘度，每12小时监测一次全套性能，时刻观察钻井液密度、粘度的走势，尤其注意破乳电压和油水比的变化，以及时做出调整。

3.3 钻井液性能

3.4 现场应用效果

使用低油水比油包水乳化钻井液需要勤观察、勤测量，防止钻井液性能恶化，齐平2-平1井的钻井液性能满足施工要求，没有出现复杂情况。经现场试验有如下效果：

（1）水平段机械钻速达到8.24m/h，在钻进青二、三段软泥岩层时，钻屑完全没有分散，充分证明油包水钻井液具有较强抑制能力，有利于稳定井壁和确保井下钻井安全。

（2）该井井眼规则，测井平均井眼扩大率仅为4.06%。不仅减少了钻井液的井筒消耗，更有利于固井质量，声幅测井显示固井质量优质。

（3）钻井液性能良好，动塑比始终保持在0.4以上，洗井效果好，水平段未出现岩屑床。

（4）使用75:25油水比油包水钻井液相比原80:20油水比油包水钻井液节省柴油20余吨，但考虑到乳化剂加量的提高，综合成本没有降低多少，但是在当下能源短缺的时代，减小能源消耗，能带来良好的社会效应。

四、结论

通过对油包水钻井液稳定性机理分析确定实验方案得到配方，再进行现场试验，得到如下结论：

1. 油包水钻井液性能随着油水比变化而变化，油水比减小，钻井液粘切增加，乳化稳定性与乳化剂有关，增加乳化剂加量，破乳电压增大。减小有机土加量，钻井液粘切变小，同时破乳电压也减小。

2. 通过室内实验确定的油包水钻井液低油水比配方经现场实验，性能良好、稳定，满足钻井施工要求。

3. 75:25油包水钻井液在现场应用中，其井径规则，钻具扭矩小，机械钻速快，钻井液携砂能力强，润滑性好，井壁稳定。

4. 油包水钻井液施工工艺简单，现场维护容易，无需频繁的处理。

参考文献：

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油包水钻井液稳定性研究

油基钻井液稳定机理研究油基钻井液在钻深井和超深井时的使用效果很不错，但目前对其中乳化剂作用机理、各种处理剂之间协同作用的研究还远远不够。本文通过宏观实验研究和处理剂微观结构表征来加深对油包水钻井液稳定性机理的认识，找出油基钻井液的稳定机理，并对新油包水钻井液处理剂做出相应的评价。 1.乳化剂对油基钻井液乳状液稳定性的作用机理及影响：乳化剂作用机理：降低油水两相之间的界面张力；形成坚固的界面膜；增加外相（油相）粘度。考虑到乳化剂以上的作用机理，在选则乳化剂应遵循以下几个原则:①HLB值为3-6;②非极性基团的截面直径必须大于极性基团的截面直径;③如果选择盐类或皂类，那么应选用高价金属盐;④与油的亲和力要强;⑤能较大幅度降低界面张力; ⑥抗温性能好，在高温下不降解，解吸不明显;⑦无毒或低毒。 1)HLB值影响每种乳化剂都有特定的HLB值，单一乳化剂往往很难满足由多组分组成体系的乳化要求。通常将多种具有不同HLB值的乳化剂混合使用，构成混合乳化剂，既可以满足复杂体系的要求，又可以大大增进乳化效果。综合考虑破乳电压值、乳化率和分水率得出当乳化剂的HLB值为3-4、含量不小于3%时，油包水乳化体系稳定性较高。 2)界面张力影响溶液中的表面活性剂由于两亲的性质可运移到油水界面上，在油水界面上定向吸附。表面活性剂的极性亲水基团在水相中与极性水分子间有较大的范德华力，亲水基团周围形成水溶剂化层；非极亲油基团在油相中与非极性油类有较大的范德华力，亲油基团周围形成油溶剂化层。乳化剂在油水界面上形成一个表面活性剂分子定向排列的吸附层：此吸附层的水相一侧存在一个水溶剂化层，油相一侧则有油溶剂化层；吸附层及两端的溶剂化层形成有一定强度的界面层。由定向吸附的表面活性剂分子紧密排列形成的界面吸附膜可减弱由于布朗运动引起的液珠之间的碰撞，在界面层防止液滴聚结合并、油水分层，大幅度降低油水的界面张力。 3)主乳加量影响主乳化剂和被乳化油水两相的亲和力直接影响着乳状液的稳定性，主乳的加入不仅能稳定地乳化分散液滴，还会增加油相甚至整个钻井液体系的粘度，阻碍了液滴的聚并。但过量主乳会使得体系中复合乳化剂的HLB值过低，导致体系的稳定性有一定的下降。 4)辅乳加量影响随着辅乳化剂量的增加，体系性能体现为以下特点:体系中塑性粘度PV值变化不大，高温高压滤失量有所降低，破乳电压值差别不大，最主要的是动塑比有一定幅度的提高。当辅乳化剂的加量为1.5%时，体系表现出较好的切力。 5)复合乳化剂影响

油包水乳化剂一般的HLB

油包水乳化剂一般的HLB 在3~8的范围内，而目前国内以及国外市场上常见的又以5~6为主，在不同的涂抹感观要求下，HLB可有相应的调整。目前常见的油包水乳化剂大概可分为以下几类：脂肪酸的二价或三价碱土金属盐，聚氧乙烷和聚氧丙烷共聚体，失山梨醇脂肪酸酯，蔗糖脂肪酸酯，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚脂肪醇醚，聚甘油脂肪酸酯等等。如硬脂酸镁，硬脂酸锌，硬脂酸铝，失水山梨醇棕榈酸酯，失水山梨醇硬脂酸酯，失水山梨醇油酸酯，失水山梨醇倍半油酸酯，失水山梨醇三油酸酯，聚氧乙烯硬脂醇醚，聚氧乙烯油醇醚，聚氧乙烯蜂蜡，聚氧乙烯蓖麻油，甲基葡萄糖倍半硬脂酸酯，异硬脂酸单甘油酯等等。还有部分的聚硅氧烷结构的硅油包水乳化剂，在市场上也有很广的应用。主要成分是以烷基聚二甲基硅氧烷的聚氧乙烷聚氧丙烷的共聚体，以及其在挥发性硅油或二甲基硅油的分散液为主。油包水的乳化剂，主体除了从结构种类上分类，其分子量的大小也是非常关键的选择参数，一般来讲，分子量越大，乳化剂在界面层上形成的界面膜的强度和刚度也就越大，体系就跟容易稳定，但同时，也会在涂抹感上略有下降。而小分子量的油包水的乳化剂，在涂膜感上会略有提升，但整体的相对稳定性能则有下降。因此，通常选用不同分子量油包水的乳化剂进行复配，即会增加体系的稳定性，也会增加体系的涂摸感。但是，也并非是乳化剂的分子量越大，体系就越稳定，乳化剂的分子量越小，体系涂抹的肤感就轻盈。乳化剂分子的亲油亲水分界端的截面积非常关键。这将直接影响到界面层的致密性。如果乳化剂中有多个亲水和亲油的端面，很形象的就像“锚‘一样，将使得界面层的稳定性，致密性，以及强度都会有极大的提升。如三梨醇倍半硬脂酸酯，聚氧乙烯30聚羟基硬脂酸酯，二聚甘油三异硬脂酸制等等。除了乳化剂中多个亲油亲水平衡点可以增加体系的稳定性外，乳化体系HLB的选择也非常有助于体系的稳定和提升。目前，市场上主流的油包水主乳化剂的HLB选择范围控制在5~6之间，助乳化剂的范围可能更广些，如HLB在2~8的范围内选者。由于HLB值是随着温度的变化和体系中反活性基团的含量多少而发生变化的。通常升高温度，体系的HLB值会下降，降低温度，体系HLB值会上升。如经常经过由低温到常温的温度变化，油包水的体系发生油水分层进而完全转相的情形，就属于这样的范畴。那么在不影响体系乳化能力的情形下，适当的添加低HLB的油包水乳化剂，如HLB 在3~5之间的失水山梨醇脂肪酸酯，不仅可以降低配方的成本，增强涂抹的轻盈的感觉，而且将对体系耐寒也有一定的帮助。在油包水乳化剂中，聚氧乙烯30聚羟基硬脂酸酯的乳化能力和抗极性油脂非常强，要远远的优异于其他类型的乳化剂。除了本身的较高的分子量，双“锚“式界面定型，其较长的聚氧乙烯链式非常关键的。由于乳化剂要在体系中稳定，必须具有强烈的双亲性，对于任

影响油包水乳化体系的稳定的因素

影响油包水乳化体系的稳定的因素较多，通常可以分为以下几点。 1、油包水乳化剂的选择， 2、乳化体系油脂的选择， 3、油包水含固体颗粒粉末的选择， 4、乳化体系黏度的控制， 5、油包水生产工艺的选择等主要方面乳化剂的选择油包水乳化剂一般的HLB 在3~8的范围内，而目前国内以及国外市场上常见的又以5~6为主，在不同的涂抹感观要求下，HLB可有相应的调整。根据其种类的不同，又可分为二价金属碱盐和脂肪酸盐，聚氧乙烷和聚氧丙烷共聚体，失山梨醇脂肪酸酯，蔗糖脂肪酸酯，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚甘油脂肪酸酯等等。而硅油包水乳化剂常见则以烷基聚二甲基硅氧烷的聚氧乙烷聚氧丙烷的共聚体以及其分散体为主。通常乳化剂分子聚集在油水相界面上，亲水基伸入水中，亲油基伸入油中，使水－油界面的界面张力下降而使乳化系统得以稳定。因而乳化剂对乳状体系的稳定性非常关键，我们可以通过考察乳化剂及乳化助剂在界面层的排布和相互作用，来分析乳化剂的选择对体系稳定性的影响。界面层的致密性性由于乳化剂分子在液滴表面上可形成紧密的吸附层，并在界面层成定向楔的界面，故而乳化剂分子的结构以及空间排布对稳定性的影响比较关键。乳化剂分子的空间构型主要指分子中极性基团截面积的相对大小，若两种基团的截面积不同，在乳化剂分子象两头大小不一的楔子，在油水界面上形成紧密排列的吸附层。截面积小的一头总指向分散相，截面积大的一头总指向分散介质，形成定向楔的界面。因此选择油包水乳化剂时尽可能选择亲油端较大的乳化剂作为主乳化剂，这样乳化体系相对较难发生转相，但同时要考虑到空间位阻，可适当的选配不同分子量的油包水乳化剂作为复合乳化剂，来填充不同分子量乳化剂之间的空隙。界面膜的强度乳化过程也可看作乳化剂在分散相液滴表面形成一保护膜的过程。界面膜的厚度尤其是其强度和韧性对乳状体系的稳定性起着举足轻重的作用。通常混合乳化剂形成的复合膜具有相当高的强度，因而界面膜不易破裂，其形成的乳化体系更趋于稳定。在选择乳化剂组成混合乳化剂时，要注意各组份的分子之间的相互作用力要强，且能在界面相中紧密排列。如果能选择分子结构相近且不同分子量的乳化对作为乳化剂，乳化效能和稳定性会有更大的提升。助乳化剂的选择助乳化剂通常可作为乳化剂的增效剂。对于两亲的乳化剂，以溶解度较大的相为外形，因此，要增加乳化体系的稳定性，需要增强油包水乳化剂在油相的溶解度。通常在水相添加0.5~2%的无机盐，可以很好的降低乳化剂在水相的溶解度。其原因主要是无机盐在水合时，是通过离子键，其键能要远远大于油包水乳化剂亲水端水合时形成的氢键和共价键，因而在类似于“盐析“效应的影响下，乳化剂在油相得到了更大的溶解值。另外，无机盐可以使乳化颗粒带电，形成扩散双电层。大部分稳定的乳状体系因电离或者吸附会产生电荷，这些属性和胶体有类似的性能。由于乳化剂常带有极性基团，故吸附与电离常同时发生。一般介电常数较高的物质常带正电，介电常数低的物质常带负电。故在O ／W型乳状液中油滴常带负电荷；在W／O型乳状液中，水滴常带正电荷。由于液滴带电而形成双电层，它们之间的相互吸引和排斥，提高了分散体的稳定性，尤其对于黏度较低的油包水乳化体系更显得重要。另外，作为常见的山梨醇脂肪酸酯，聚甘油脂肪酸酯以及聚氧乙烯脂肪酸酯等油包水乳化剂，可针对性地在水相添加山梨醇，甘油，聚乙二醇等对应的亲水性多元醇。由于相应的多元醇在一定的温度下在水相都有一定的溶积值，在水相添加适量的多元醇也可以增加对应的乳化剂在油相的溶解值，而通常在水相添加无机盐和多元醇，这样的方式往往是同时进行的。固体粉末的稳定和助乳化作用许多小粒径固体粉末，请注意是小粒径，当它们处在内外两相界面上时，也能起到良好的乳化作用。细小改性的固体颗粒，由于本身与界面接触角的原因，会很好的吸附在分散相界面，并对内相有一定的包裹作用，故而是性能不错的助乳化剂，对提高体系的稳定性帮助很大。如常见的硬脂酸镁，锌，铝等二价或三价碱土金属盐，气相二氧化硅等。而一些常见的固体颗粒，需经过特定的表面处理及改性后，才具有助乳化作用。

油包水乳化剂一般的HLB

油包水乳化剂一般的 H L B 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

油包水体系总结

油包水体系的总结：影响稳定性的一些因素： 1、乳化剂：乳化剂对油包水体系的稳定性影响最大，乳化剂（这里所提的乳化剂都为油包水乳化剂）的选取与所用油脂有关，极性油脂多的话一般选用P135（就我目前来说），极性油脂较多的体系相对来说比较难做稳定，在油包水体系中，非极性油脂使用频率较高，易做稳定；乳化剂的复配对体系影响也很大，降低水相的界面张力，更有利于形成细小的水滴，因此也更容易被包裹，形成的体系更稳定，故一般体系中会加入适量的高HLB乳化剂，如Tween 20、Amphisol K等等，此外脂肪酸的二价、三价的金属盐；乳化剂的用量对体系也有一定影响（资料上看到的，），用量过少不能形成致密的界面膜，用量太多，一方面，过量的乳化剂在界面层会异常活跃，通过对界面层的吸引和穿透，反而使的界面层的强度下降；另一方面，用量过多，会有空间位阻效应，同时油包水乳化剂形成油性胶束的能力较低，从而影响稳定性；目前常用的乳化剂有这几类：常规乳化剂：如Span系列、TGI、PGPH等等，较特殊的一类乳化剂（结构较特殊）：P135、Prisorine 3700、3793、GI-34等等，聚硅烷醚类：EM 90、DC5200、5225C、SF1328、BY 11-030、FZ 2233、BM-12等等；在冷冻过程中，降温会严重影响乳化剂的HLB值，从而会导致体系恢复室温后，出现破乳现象。一般建议在体系中加入一些低HLB的乳化剂。 2、油脂：高极性的油脂用量较多时，体系较难做稳定，需要使用特殊的一类乳化剂；此外油脂的相容性对体系的影响也很大，作为外相的油脂，若不能完全相容，则体系不易做稳定，如硅油、高极性油脂（防晒剂）与常规的油脂相容性较差，做配方是要非常注意。 3、粉对体系的影响：合适的粉体（粉体的大小和表面是否处理）有利于体系稳定性的提高，适量的粉能够提高体系界面膜的强度，此外，体系中含粉能够增加油相的黏度，从而有利于提高稳定性。 4、生产工艺：生产工艺对体系也会有一定的影响，表现在乳化过程中，一般在乳化过程都是将水相加入到油相体系中，在次过程中，水相加入体系中的速度不易过快，否则有可能会破乳，乳化完成后进行10分钟左右的均质，当体系降至室温后，再进行适当时间的均质，此时的均质有利于提高体系的稠度，从而有利于稳定性的提高。 5、其他：如电解质（具体影响还没有研究）、水相的黏度、防腐剂、油水相的比例等等，实验证明，提高水相的黏度可以提高稳定性，如在水相加入适量的汉生胶、透明质酸以及丙烯酰胺类增稠剂（能维持体系的稠度不变，一般油包水体系放置时间长了会变稀）；不同防腐剂也有不同的影响，phenoxetol加入体系中会降低体系的稳定性；油水相的比例对稳定性也有很大影响，总之把体系做成乳霜状，能提高体系的稳定性。更详细的研究结果见《油包水乳化体系的配方设计及生产工艺研究》影响肤感的因素： 1、乳化剂：大多数油包水乳化剂都比较粘腻，因为这些乳化剂的分子量都特别大，结构较特殊，因此在体系中，乳化剂用量越多，体系越粘腻；

水包油和油包水的区别Word版

水包油和油包水的区别在乳化技术方面有很多知识需要学习，对于普通大众来说大家对于乳化技术的了解太少，水包油和油包水是针对乳化技术来说的，很多不明白的朋友可能一开始不知道是什么意思，帮助大家更好认识乳化术，下面的文章内容主要介绍的就是水包油和油包水的区别，希望文章内容能在一定程度上对大家有利! ★油包水和水包油就是不同乳化剂的区别 1、油包水------见过空气球吧?气球可以装空气，当然也可以装水了，我们就称它为气球包水吧;若将气球皮改成“油膜”做的，水装在其内，它就是油包水了。不过在微乳化技术中，包水的“油膜”是表面活性剂做的。 2、水包油-----用气球装油也可以吧，将气球皮改成“水膜”做的，油装在其内，我们就称它为水包油了。同样，在微乳化技术中，这“水膜”也是用表面活性剂做的。 3、

“油膜”和“水膜”在学者们笔下常称之为胶球、胶囊、胶束等，用胶束一词最多，也有更简单叫“壳”的。 4、在微乳化技术中，油包水又叫做反胶束，水包油则叫做正胶束。 5、油包水的“壳”外层亲油，故可与油相混，水包油的“壳”外层亲水，故可与水相混，这是它们间的区别。 6、以上所述仅在微乳化技术中所用，而乳化技术中的油多于水时，我认为叫做W/O型(或称之O分之W型)为好，水多于油时应叫做O/W型(或称之W分之O型)为好，这也是为了与微乳化技术不相冲突。护肤品分油包水和水包油两种，补水时要选择水包油的乳液好不好吸收?一杯水真的就能知道。简易测试法

水测试乳液类型。简单地说，可区分为水包油或是油包水两种剂型，水包油型较易被吸收且较清爽，油包水型则不好吸收。

★工具一杯水操作：将乳液或是乳霜取绿豆般大小放入水中，通常水包油型会浮在水面上，而且稍微搅拌就会慢慢溶解变成乳白色。相反的，大部分油包水型的乳液或乳霜会沉于水面下，且不易溶于水中。

油包水乳化剂一般的HLB

油包水乳化剂一般的HLB?在3~8的范围内，而目前国内以及国外市场上常见的又以5~6为主，在不同的涂抹感观要求下，HLB可有相应的调整。目前常见的油包水乳化剂大概可分为以下几类：脂肪酸的二价或三价碱土金属盐，聚氧乙烷和聚氧丙烷共聚体，失山梨醇脂肪酸酯，蔗糖脂肪酸酯，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚氧乙烯聚脂肪醇醚，聚甘油脂肪酸酯等等。如硬脂酸镁，硬脂酸锌，硬脂酸铝，失水山梨醇棕榈酸酯，失水山梨醇硬脂酸酯，失水山梨醇油酸酯，失水山梨醇倍半油酸酯，失水山梨醇三油酸酯，聚氧乙烯硬脂醇醚，聚氧乙烯油醇醚，聚氧乙烯蜂蜡，聚氧乙烯蓖麻油，甲基在市 ???? 这 ‘一样，30 水主乳化剂的HLB选择范围控制在5~6之间，助乳化剂的范围可能更广些，如HLB在2~8的范围内选者。由于HLB值是随着温度的变化和体系中反活性基团的含量多少而发生变化的。通常升高温度，体系的HLB值会下降，降低温度，体系HLB值会上升。如经常经过由低温到常温的温度变化，油包水的体系发生油水分层进而完全转相的情形，就属于这样的范畴。那么在不影响体系乳化能力的情形下，适当的添加低HLB的油包水乳化剂，如HLB在3~5之间的失水山梨醇脂肪酸酯，不仅可以降低配方的成本，增强涂抹的轻盈的感觉，而且将对体系耐寒也有一定的帮助。在油包水乳化剂中，聚氧乙烯30聚羟基硬脂酸酯的乳化能力和抗极性油脂非常强，要远远的优异

于其他类型的乳化剂。除了本身的较高的分子量，双“锚“式界面定型，其较长的聚氧乙烯链式非常关键的。由于乳化剂要在体系中稳定，必须具有强烈的双亲性，对于任何一相，过弱或过强度不利于体系的稳定。由于聚氧乙烯30聚羟基硬脂酸酯因为含有30个聚氧乙烯基团，同比于其他的油包水乳化剂，能够承受的极性油脂的能力和强度要高的多（见下文油脂的极性对配方体系的影响），但并非是无限制的增长。虽然烷基聚二甲基硅氧烷的聚氧乙烷丙烷的共聚体也有较高的聚氧乙烯基团，但是由于反向的亲油基团很弱，过而对极性油脂的承受能力也是有限的。正是这样的原因，在油脂极性和乳化剂乳化能力的平衡中（极性油脂很容易降低乳化体系的黏度），聚氧乙烯30聚羟另外，加是通过离子键，其键能要远远大于油包水乳化剂亲水端水合时形成的氢键和共价键，因而在类似于“盐析“效应的影响下，乳化剂在油相得到了更大的溶解值。另外，无机盐可以使乳化颗粒带电，形成扩散双电层。大部分稳定的乳状体系因电离或者吸附会产生电荷，这些属性和胶体有类似的性能。由于乳化剂常带有极性基团，故吸附与电离常同时发生。一般介电常数较高的物质常带正电，介电常数低的物质常带负电。故在O／W型乳状液中油滴常带负电荷；在W／O型乳状液中，水滴常带正电荷。由于液滴带电而形成双电层，它们之间的相互吸引和排斥，提高了分散体的稳定性，尤其对于黏度较低的油包水乳化体系更显得重要。作为常见的山梨醇脂肪酸酯，聚甘油脂肪酸酯以及聚氧乙烯脂肪酸酯等油包水乳化剂，可针对

油包水膏霜乳液的生产操作流程

操作流程热配间歇生产生产操作流程。将油相加热到80度，抽入乳化锅，如有粉基料，则可以保持真空，均质数分钟，同时保持搅拌至最大速度，然后抽入水相的1/3，暂停进水，搅拌3~4分钟后，再抽入其余的水相。维持在75~80度和较高的真空度，均质6~15分钟。然后在高速搅拌下冷却。当物料的温度降至40度左右时，可加入温敏性原料，如香精，防腐剂，蛋白以及其他活性成分等。保持真空度，再次均质，同样也是先进行中等强度的均质，在充分考虑乳化均质的均一性下，适当提高乳化的强度和乳化时间。对于添加固体油脂的物料，第二次均质时的温度越低，均质时间越长，乳化的膏踢越光亮越稳定。具体的均质时间需要看生产设备的容量和搅拌均质的传动性能。以50kG的乳化锅，均质的传动较好的话，均质约5~8钟即可，乳化锅越大，均质的传动越差（主要是均质转头的刀,壁空隙越小和固定壁的出料空隙越大,越利于高粘度物料的均质和分散），均质的时间则需要相对应延长，每锅的适宜乳化量为实际锅体标注的2/3~3/4左右为宜。油包水配方体系的黏度生产工艺调整对于油包水的配方设计，在初次大生产中，油包水体系配方的调整，其最为关键的也是黏度的调整与控制。初次成品生产时，可以在其高温均质搅拌充分之后，放真空，取出一些物料，快速冷却，以观察它的稠度，此时的稠度和大生产的最总的稠度可谓相差无几。可以以烧杯冷却物料后观察，也可以试验勺取样倒置，观察物料流动和凝固快慢做简易分析。如稠度有偏差，一般分为偏稠和偏稀。如果物料偏稀：方法一：可以适当加入地蜡或蜂蜡，切记，请加入白油和蜡类的共熔体，比例以2:1为例，整体添加量视最终稠度而定，一般以百分之2~4为宜。并请确保后添加物料，完全溶解，并在当前乳化体的温度下，不容易析晶和返粗。方法二：也可以直接添加水醇混合体，通过由水相比例来调节稠度。建议比例：水比多元醇为4：1~2:1，也可适量加入无机盐(比如硫酸镁)，但一般不易控制内相的浓度差，为避免太大的浓度差而引起渗透压降低内相稳定性，直接加入水比多元醇为3：1更为方便和快捷，多元醇以甘油，山梨醇，或1,3丁二醇为宜。整体添加量以百分之4~8为宜。添加完后高速搅拌3~5钟，再次均质3~5钟即可。如果物料偏稠：方法三：物料偏稠，可以在乳化体中再添加适量的油脂，一般添加百分之2~6的非极性或极形较低的油脂，可有很大的改观，如15#白油，挥发性硅油，角鲨烷，棕榈酸异辛酯等，如需有较大的黏度变化，则可加极性油脂，添加量约为非极性油脂的1/3到1/2（但是可能需要重新考察配方的稳定性，因为极性油脂对油包水的配方稳定是有一定的负面影响的）。之后保持高速搅拌，冷却物料，其他操作不变。如热配在产品最终冷却时仍发现产品黏度和最终理想黏度有些差异，也可微调，方法一，方法三仍可用，但方法二不宜再用。具体用量请酌情考虑，不宜做过大的调整。如果采用了冷配方法生产，方法一以及方法三仍可使用，但方法二仍排除在外，同时，适量地添加乳化剂也可以调节产品的最终稠度，如加大乳化剂的用量等。但效果一般不如加入小量的硅油包水乳化剂来得更有效和直接，一般建议添加的活性含量在0.1~0.3即可。此种方法热配和冷配都适用。

水包油概念

水包油（o/w）体系是外用膏霜乳液最为常用的乳化体系之一，是将油分散在水中的乳化体系，油在内相，水为连续的外外相。和油包水体系相比，水包油体系具有操作简单、肤感清爽等优点，是化妆品生产和药膏制备方面最为常用的剂型。 O/W体系主要有三部分组成，即：水相、油相和乳化剂。对于水包油乳液通常油相料占总量的10％—25％之间，而水相料占的幅度在75％—90％范围。可用作两相的成分很多，目前已有数千种。水相一般包含水溶性聚合物流变学调节剂，如汉生胶、卡波姆、硅酸铝镁、水溶性纤维素等，起到增稠、悬浮稳定和助乳化的作用；此外，耐高温的水溶性活性添加剂也可以提前加入水相中在乳化前一起加热。油相一般是各种润肤油脂、固体脂肪醇及其酯还有各种蜡，常用的油植物油、合成油脂、甘油酯、脂肪醇和蜂蜡等；通常乳化剂也属于油相的一部分，一般占油相总和的20%左右。水包油体系常用的乳化剂多为阴离子和非离子表面活性剂。水包油乳化剂HLB值一般在8到18之间，以非离子型的居多。常用的有：聚氧乙烯脂肪醇醚（Tween系列、BRIJ-721/721S）和烷基糖苷化合物（M68、ML）。法国赛比克公司的丙烯酸类聚合物SEPIGEL?系列也是常用的水包油乳化剂，多作为水相助乳化剂使用，兼具增稠作用，也可单独使用，可冷配置。制备工艺中两相各自的加热温度取决于所用的物料的性质，若油相含有熔点较高的固态蜡质，油相和水相加热温度应当高于其所含蜡质的熔点（大约在70 - 85℃）；反之则无需将水相和油相升高较高的温度。制备工艺一半是将分散好的油相加入水相体系中，均质2-3分钟，然后搅拌降温。降温至适当温度加入不耐高温的活性物、防腐剂和香料。

油包水钻井液低油水比配方探索

油包水钻井液低油水比配方的探索和应用摘要：油包水钻井液具有能抗高温、抗盐钙侵、有利于井壁稳定、润滑性好和对油气层损害程度较小等多种优点。目前已成为钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井和各种复杂地层的重要手段，并且还可广泛地用作解卡液、射孔完井液、修井液和取心液等。油基钻井液的配制成本比水基钻井液高得多，使用时往往会对井场附近的生态环境造成严重影响。现场通常使用的油水比为80:20或者更高的油水比，使的油包水钻井液成本远高于水基钻井液。本文通过油包水乳状液的机理分析确定实验方案，通过实验得到了75:25的油包水乳化钻井液配方，此配方具有良好的乳化稳定性。最后给出了现场配置、日常维护的指导意见。关键词：油水比油包水乳化钻井液75:25 前言：油包水钻井液的连续相是油，其滤失液也是油，所以油包水钻井液设计和维护简单，具有防止钻具腐蚀、抗硫化氢和二氧化碳污染的能力，并能回收再使用。目前大庆地区使用的油基泥浆油水比为80:20-90:10，为了节约成品油的消耗，降低油包水钻井液的成本，我们通过对油包水乳化钻井液的机理分析、处理剂的筛选、实验室性能试验分析确定出75:25油水比油包水乳化钻井液体系，经现场试验，符合现场要求。一、油包水乳化钻井液机理分析油包水乳化钻井液是以水珠为分散相或内相，以各种油类作为连续相或外相，并添加乳化剂、亲油胶体以及其它处理剂、加重剂所形成的稳定的乳状液。在乳状液中存在的水越多，水滴聚集和合并的机会越大。假定水珠的大小相同，含水量小的体系更稳定，如果水量相同，水珠越细，乳状液越稳定，大水珠比小水珠更易聚结，另外，水珠大小愈均匀，乳状液也就越稳定。为了使水在油中乳化，必须有足够的化学乳化剂，以便在每个水珠周围形成完整的一层膜。若加入的乳化剂不足，乳状液将不会稳定。为得到更细的大小均匀的水细珠，应该

油包水乳化体系之配方设计

油包水乳化体系之配方设计，生产工艺及产品性能研究作者:风域传说本文观点仅代表个人立场，主要观点和结论以实验数据为主，但由于仪器和时间有限，任何观念或理论设定基础,不能确保完全准确,并与事实精确吻合。如有疑问，欢迎交流和共勉，邮件请发至cosmtechs@https://www.360docs.net/doc/a97411489.html,，笔者会尽快回复。油包水乳化体系的定义通常将连续相为油相的乳化体系定义为油分散体系，根据油相的不同，可分为油脂分散体系，硅油分散体系，以及油脂硅油复合分散体系。根据内相的种类，如水溶相，固体相或者含有油脂的水分体等等。油包水乳化体系的概况油包水乳化体系的保湿性比传统的水包油体系有很大的提升，同时在滋润度和膏体的光亮度上较水包油的也是有明显的提升，但缺点也是非常明显的，一是配方的稳定性和生产工艺的调控，较水包油的要求有所提升；二是乳化体涂抹的肤感通常较水包油的较粘腻，厚重。但目前随着新型的乳化剂的出现，如聚甘油酯以及聚硅氧烷醇共聚体，油包水乳化体系的涂抹感观已经有了极大的提升，甚至也有部分可以和传统的水包油乳化体系的涂抹感观不相上下。通常来说，市场上油包水产品主要有以下四大类：粉底液，粉底霜，保湿霜，乳蜜。本文将重点讨论以影响油包水乳化体系的稳定性因素；油包水的生产工艺；以及油包水的配方设计原则为主要内容展开论述。一来希望通过学习和交流来共同提高，二来也希望能抛砖引玉，引起大家更多的探讨和推动油包水体系的市场应用。影响油包水乳化体系的稳定性因素影响油包水乳化体系的稳定的因素较多，通常可以分为以下几点。 1、油包水乳化剂的选择， 2、乳化体系油脂的选择， 3、油包水含固体颗粒粉末的选择， 4、乳化体系黏度的控制， 5、油包水生产工艺的选择等主要方面乳化剂的选择油包水乳化剂一般的HLB 在3~8的范围内，而目前国内以及国外市场上常见的又以5~6为主，在不同的涂抹感观要求下，HLB可有相应的调整。根据其种类的不同，又可分为二价金属碱盐和脂肪酸盐，聚氧乙烷和聚氧丙烷共聚体，失山梨醇脂肪酸酯，蔗糖脂肪酸酯，聚氧乙烯脂肪醇醚，聚甘油脂肪酸酯等等。而硅油包水乳化剂常见则以烷基聚二甲基硅氧烷的聚氧乙烷聚氧丙烷的共聚体以及其分散体为主。通常乳化剂分子聚集在油水相界面上，亲水基伸入水中，亲油基伸入油中，使水－油界面的界面张力下降而使乳化系统得以稳定。因而乳化剂对乳状体系的稳定性非常关键，我们可以通过考察乳化剂及乳化助剂在界面层的排布和相互作用，来分析乳化剂的选择对体系稳定性的影响。界面层的致密性性由于乳化剂分子在液滴表面上可形成紧密的吸附层，并在界面层成定向楔的界面，故而

生活养生-水包油和油包水的区别

文章导读在乳化技术方面有很多知识需要学习，对于普通大众来说大家对于乳化技术的了解太少，水包油和油包水是针对乳化技术来说的，很多不明白的朋友可能一开始不知道是什么意思，帮助大家更好认识乳化术，下面的文章内容主要介绍的就是水包油和油包水的区别，希望文章内容能在一定程度上对大家有利! 油包水和水包油就是不同乳化剂的区别 1、油包水------见过空气球吧?气球可以装空气，当然也可以装水了，我们就称它为气球包水吧;若将气球皮改成“油膜”做的，水装在其内，它就是油包水了。不过在微乳化技术中，包水的“油膜”是表面活性剂做的。 2、水包油-----用气球装油也可以吧，将气球皮改成“水膜”做的，油装在其内，我们就称它为水包油了。同样，在微乳化技术中，这“水膜”也是用表面活性剂做的。 3、“油膜”和“水膜”在学者们笔下常称之为胶球、胶囊、胶束等，用胶束一词最多，也有更简单叫“壳”的。 4、在微乳化技术中，油包水又叫做反胶束，水包油则叫做正胶束。 5、油包水的“壳”外层亲油，故可与油相混，水包油的“壳”外层亲水，故可与水相混，这是它们间的区别。 6、以上所述仅在微乳化技术中所用，而乳化技术中的油多于水时，我认为叫做W/O型(或称之O分之W型)为好，水多于油时应叫做O/W型(或称之W分之O型)为好，这也是为了与微乳化技术不相冲突。护肤品分油包水和水包油两种，补水时要选择水包油的乳液好不好吸收?一杯水真的就能知道。简易测试法水测试乳液类型。简单地说，可区分为水包油或是油包水两种剂型，水包油型较易被吸收且较清爽，油包水型则不好吸收。工具一杯水操作：将乳液或是乳霜取绿豆般大小放入水中，通常水包油型会浮在水面上，而且稍微搅拌就会慢慢溶解变成乳白色。相反的，大部分油包水型的乳液或乳霜会沉于水面下，且不易溶于水中。