[發明專利]納米乳液

無效

• 申請號: 200980148077.0
• 申請日: 2009-12-01
• 公開（公告）號: CN102232055A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: L·奎恩特羅;D·E·科拉克;A·J·麥克拉
• 申請（專利權）人: 貝克休斯公司
• 主分類號: B82B3/00
• 分類號: B82B3/00;B01F3/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 汪宇偉

相關申請的交叉引用

本申請要求2008年12月1日提交的美國臨時專利申請No.61/193,449的權益。

技術領域

本發明涉及納米乳液，其制備和用途，這類用途包括涉及油田(油氣工業)的那些用途。本發明還涉及油包水(W/O)、水包油(O/W)和其它類型的納米乳液。更具體地，在非限制性的實施方式中，涉及納米乳液及其制備，以及它們在鉆井、完井、井修復及其它油氣工業相關中的用途。此外，本發明還涉及在油氣作業期間降低摩擦壓力損失和/或減少固體加重材料的下沉，例如在井的環狀空間中的重晶石下陷或顆粒沉降。

背景技術

納米乳液具有許多使它區別于其它乳液的物理性質。由于它們的小平均液滴尺寸，通常小于可見光譜的光波長(因而小于約400nm)，對裸眼而言納米乳液通常顯示為透明或半透明，甚至在高液滴體積分數的情況下。術語亞微米乳液(SME)和細乳液有時用作術語納米乳液的同義詞。納米乳液在許多工業和應用中具有非常大的應用前景。

納米乳液可定義為一種乳液類型，其中分散/不連續相的平均液滴尺寸小于1000nm；連續和分散/不連續相的組分必須足夠不相混溶，使得能形成各自的相。某些納米乳液可具有更小的指定平均液體尺寸范圍，并且可能具有超過一種分散/不連續相。這些乳液通常包括非極性相(通常稱為油相)、極性相(通常含水且稱為水性相或水相)，表面活性劑和任選的一種或多種額外的助表面活性劑。根據制備方法，可能有窄的液滴尺寸分布。

納米乳液通常對于沉降或分層(creaming)是穩定的，具有高動力學穩定性，可能是因為布朗運動和擴散速率高于重力誘導的沉降或分層速率。然而，它們通常是不平衡體系(通常需要能量輸入才能形成)，因而是熱力學不穩定的，因此具有分離為組成相的傾向。

通常，主要有兩種制備納米乳液的方法：(1)通過“誘導(persuation)”以及(2)通過“強力(brute?force)”，它們記載在Salager，Forgiarini和Marquez的Pharmaceutical?Emulsions?and?Suspensions，(2^nd?edition)，Nielloud?and?Marti-Mestres?editors，Taylor?and?Francis(London)一書的“納米乳液”一章中。通過誘導制備涉及利用某些相變，而通過強力制備涉及賦予足夠的剪切以將不混溶內相的液滴尺寸減小到小于1000nm。這些方法可進一步描述如下。

(1)通過誘導

(1.1)借助單變量的改變由接近最佳狀態發生相變

該方法涉及改變接近最佳狀態(HLD(親水親脂性偏差)接近0)的體系的一個配制變量，例如鹽度或溫度，例如對Winsor?III微乳液(與兩個過量相，水和油，達到平衡的中間相微乳液；它可理解為溶脹膠團的集聚數目過多使得它們彼此接觸，形成完美的雙連續結構)施加更高的溫度。

(1.2)借助多變量的改變由接近最佳狀態發生相變

該方法包括改變超過一個配制變量，例如在Winsor?III微乳液中施加更高的溫度并引入額外的鹽。

(1.3)突發反轉(Catastrophic?inversion)

該方法包括引起低內相乳液反轉，使得該內相變為外相。

(1.4)通過形成液晶來穩定相變

該方法包括通過由接近HLD＝0的狀態形成液晶來穩定納米液滴。

(2)通過強力

該方法可包括使用高速混合器、高壓均質器、高頻超聲裝置、小孔膜等。

近期文獻的調查顯示通過分散或高能乳化方法形成O/W和W/O納米乳液明顯非常常見，而通過冷凝或“低能”乳化方法(根據乳化過程中發生的相變這類方法可利用這些體系的物化性質)形成納米乳液則明顯開始吸引關注。在后提及的“低能”方法可通過在相圖上具有非常低界面張力的特定區域內操作來進行，這些區域是液晶和微乳液區域；與原始體系不同，在乳化過程結束時，形成的納米乳液并不處于熱力學平衡。