基于多目标偏好集成法的高效消泡剂设计与性能优化研究

为解决钻井液起泡难题及现有消泡剂多性能指标协同优化复杂问题，研究人员采用概率多目标优化方法开发高效消泡剂。通过L16(43)正交试验优化GPE:PPG配比（1:1）、反应温度（80°C）和时间（2 h），制得消泡剂在0.2%-0.3%添加量下表现优异，淡/盐水泥浆密度恢复率均超81%，红外光谱等表征证实其具备良好的工况适应性。

　　

科研团队创新性地运用概率多目标优化方法，攻克了钻井液消泡领域的技术瓶颈。通过精心设计的L₁₆(4³)正交阵列（包含3因素4水平共16组实验），系统考察了聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚(GPE)与聚丙二醇(PPG)配比、反应温度及时间等关键参数。研究创新性地将消泡性能指标划分为有利/不利属性，通过计算部分和总体偏好概率，最终锁定最佳制备方案：GPE与PPG按1:1黄金配比，在80℃反应2小时。

实验数据令人振奋，该消泡剂在0.2%-0.3%添加量区间即展现出卓越性能，完胜市售同类产品。无论是常温还是高温环境，对淡水泥浆和盐水泥浆的密度恢复率均突破81%大关。红外光谱分析揭示了其稳定的分子结构，热稳定性测试和荧光检测进一步证实，即使在钻井液复杂工况条件下，该消泡剂仍能保持出色的性能稳定性，展现出强大的环境适应能力。这项研究为工业消泡剂开发提供了全新的多目标优化范式，其方法论可推广至其他功能助剂的研发领域。