一种废弃植物油钻井液润滑剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种废弃植物油钻井液润滑剂及其制备方法，该废弃植物油钻井液润滑剂包括如下重量份配比的原料：废弃植物油70～80、低级醇类10～20、表面活性剂1～5、抗高温处理剂1～5。其制备方法方法按如下步骤进行：a.原料预处理：取废弃植物油除去杂质；b.酯化转换：将低级醇类和a步骤经预处理的废弃植物油加入或不加入催化剂置于反应器中，进行酯化反应或酯交换反应，反应温度为60～120℃，反应时间3～8h；c.产物精制及分离：将b步骤经酯化转换的产物先进行沉降、分离，再进行精馏，得精制产品；d.性能改进：加入表面活性剂和抗高温处理剂，得产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油气井工程
，具体涉及一种废弃植物油钻井液润滑剂及其制 备方法。
技术介绍
钻井摩阻，又称钻井摩阻力，是指钻井过程中钻井管柱与井壁之间的摩擦阻力，主 要由钻柱的轴向摩擦力及周向的摩擦扭矩所组成。在钻井过程中，用金刚石钻头钻进时，要 求钻具高转速，钻具和井壁之间的环状间隙很小，绳索取心钻进时也是如此。因为钻具高转 速回转所产生的阻力是很大的。特别是定向钻进时，由于井身的弯曲度较大，起下钻具时， 钻具经常与井壁接触，摩擦阻力加大，容易形成键槽。用高密度钻井液钻进时，由于固相含 量高，流动阻力大，钻具与泥饼间摩阻增大，会严重影响钻进速度，增加钻井成本，严重的会 导致卡钻事故的发生。 随着石油工业的迅速发展，油田勘探与开发的难度越来越大，钻井工艺越来越复 杂，井眼轨迹越来越难以控制。尤其是近年来定向井、水平井钻井技术的大面积推广应用， 使得钻具与井壁间的接触面积越来越大，钻井过程中的摩阻增加得更大。影响定向井、水平 井钻井工艺的摩阻因素有10多种，但主要取决于钻具和井壁间的接触面积。因此钻井过程 中可通过两种途径降低摩阻。首先，尽量减少钻具和井壁间的接触面积；其次，通过添加合 适的润滑剂来改善钻井液的润滑性能。显然，在定向井和水平井中减少钻具和井壁间的接 触面积是不可能的，因此添加钻井液润滑剂是解决定向井、水平井钻井工艺中摩阻问题的 有效途径之一。 钻井液润滑剂除了主要提高钻具的寿命及其工作指标外，还应不影响对地层资料 的分析和评价，即润滑剂应具有低荧光或无荧光性质。因此，润滑剂基础材料的选择应注意 尽量不用含苯环的有机物质，而原油，尤其是重馏分、釜残物、浙青等，因含荧光物质较多， 也应尽量少用。选用或研制润滑剂既要考虑直接成本问题，更要考虑环境保护和油气层保 护问题。利用油脂工业下脚料进行精细化工合成是钻井液润滑剂的发展方向。 目前常用的钻井液润滑剂的种类繁多，大致可分为固体和液体两大类。 1、固体润滑剂 主要产品：塑料小球、玻璃小球、石墨等 优点：将钻杆与井壁间的滑动摩擦转为滚动摩擦 缺点：（1)受颗粒大小的限制，易被固控设备清除； (2)在钻杆的挤压或拍打下，有破坏、变形的可能； (3)冷却钻具的性能较差，不适合在高转速条件下使用。 2、矿物油润滑剂 主要成分：原油、柴油或白油 优点：润滑性能较好 缺点：含有芳烃、闪点低、难降解，在生产和使用过程中存在环境污染和安全隐患。 3、表面活性剂类润滑剂 主要成分：表面活性剂的水溶液 优点：形成水包油的乳化钻井液，降低钻井液的表面张力； 缺点：（1)要配合油类产品才可使用； (2)润滑性能较差； (3)难降解，存在环境污染和安全隐患。 与矿物油型润滑剂相比较，植物油钻井液润滑剂具有良好的可生物降解性能、无 毒无害、可再生的特点，同时不受石油资源危机的影响，再次受到了人们的重视。目前，在部 分发达国家植物油型润滑剂已广泛地应用于舷外二冲程发动机油、链锯油、液压油、润滑脂 和金属加工用油等，其用量接近于润滑剂总量的10%?15%。作为润滑剂已在美国路易斯安 那州沿海的定向斜井中取得了很好的使用效果。在沿海某口井钻进时，在91. 44m井深处钻 杆接头被完全卡住，当加入一种叫做Lu-brikeen的无毒、可生物降解的润滑剂后，摩阻力 由33975kg降到2265kg，顺利地钻达4358. 64m完钻。 专利技术目的 本专利技术提供一种废弃植物油钻井液润滑剂，以废弃的植物油脂为原料，与相对分 子量较小的醇类进行酯化反应或者酯交换反应生成长链的脂肪酸酯。制得的产品与其它钻 井液处理剂配伍性好、抗温能力强、润滑性好，可有效降低钻井过程中的摩阻和扭矩，减少 卡钻等井下复杂事故的发生；同时该产品不含芳香烃和不饱和双键，无荧光，不影响钻井过 程中地质资料的录取；对生物无毒或低毒，对环境无污染。
技术实现思路
本专利技术提供一种能显著提高钻井液润滑性能的废弃植物油钻井液润滑剂： 包括如下重量份配比的原料：废弃植物油70?80、低级醇10?20、表面活性剂 1?5、抗高温处理剂1?5。 所述的废弃植物油钻井液润滑剂还包括1?5重量份的催化剂。 所述废弃植物油包括花生油、椰子油、大豆油、菜籽油、葵花子油、玉米油、棕榈油、 亚麻油、蓖麻油、棉籽油、米糠油、橄榄油、芝麻油等或其混合物。 所述低级醇类为1-6个碳原子的醇类，优选1-3个碳原子的醇类，选自甲醇、乙醇、 丙醇、异丙醇或其混合物。 本专利技术还提供钻井液润滑剂的制备方法，包括下列步骤 (1)原料预处理步骤：除去废弃植物油中的杂质； (2)酯化转换步骤：通过酯化反应或者酯交换反应制备，反应温度为60?120°C， 反应时间3?8h ; (3)产物精制及分离步骤：产物经沉降、分离后，再经精馏法精制产品； (4)性能改进步骤：加入表面活性剂和抗高温处理剂处理。 所述原料预处理步骤，用离心方法除去杂质。 所述酯化反应为： 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井液润滑剂，其特征在于包括如下重量份配比的原料：废弃植物油70～80、低级醇类10～20、表面活性剂1～5、抗高温处理剂  1～5。

【技术特征摘要】
1. 一种钻井液润滑剂，其特征在于包括如下重量份配比的原料： 废弃植物油70?80、低级醇类10?20、表面活性剂1?5、抗高温处理剂1?5。2. 如权利要求1所述的一种钻井液润滑剂，其特征在于所述的原料还包括1?5重量 份的催化剂。3. 如权利要求1所述的一种钻井液润滑剂，其特征在于所述的废弃植物油是废弃的花 生油、椰子油、大豆油、菜籽油、向日葵油、玉米油、棕榈油、椰子油、蓖麻油、棉油、红花油及 其混合物。4. 如权利要求1所述的一种钻井液润滑剂，其特征在于所述的低级醇类为1-6个碳原 子的醇类。5. 如权利要求1或4所述的一种钻井液润滑剂，其特征在于所述的低级醇类是甲醇、乙 醇、丙醇、异丙醇或其混合物。6. 用权利要求1所述的原料制备钻井液润滑剂的方法，其特征在于，该方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭祥鹃，吕振华，严波，孙庆林，祁亚男，李蕾，杨华，成效华，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中石化胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司，
类型：发明
国别省市：北京;11