环保型钻井液润滑剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环保型钻井液润滑剂及其制备方法，涉及水基钻井液用润滑剂技术领域，其特征在于其组成为：脂肪酸酯、生物柴油、固体润滑剂、极压润滑剂、分散剂、消泡剂；其中各组成的质量百分比为：脂肪酸酯：20%~50%；生物柴油：30%~60%；固体润滑剂：5%~20%；极压润滑剂：5%~10%；分散剂：1%~5%；消泡剂：3%~10%。本发明专利技术润滑剂在钻井液体系中具有良好的分散性能及润滑性能，并且具有低荧光、生物毒性低、环保、易生物降解、与钻井液体系配伍性好等优点；该润滑剂本较低，原料廉价易得，生产工艺简单，具有广泛的适用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钻井液用润滑剂及其制备方法，尤其是一种环保型钻井液润滑剂及其制备方法。
技术介绍
随着水平井、定向井和大斜度井的不断增多，在石油钻井过程中，经常需要使用大量的钻井液润滑剂，以降低井壁与钻具、钻具与套管之间的摩阻，减少井下复杂情况，提高钻井速度。目前常用的钻井液润滑剂有矿物油类、植物油类、聚合醇类以及乳化石蜡类。矿物油润滑剂由于对环境污染大、荧光级别高、不易生物降级等缺点而逐渐丧失了竞争优势；植物油润滑剂具有润滑性好、无毒、荧光级别低、易生物降级等优点，但成本较高、高温稳定性差，并且植物油作为重要的生活物资，不适合大量的用于钻井；聚合醇类润滑剂有效含量变化幅度大，浊点不稳定，并且大部分产品在钻井液中存在增粘、起泡问题；乳化石蜡类润滑剂性质不稳定，易破乳。石墨粉作为润滑剂具有抗高温、无荧光、降摩阻效果明显、加量小、对钻井液性能无不良影响等特点。随着生态环境的保护日益为人们所重视，研发环保型钻井液处理剂已成为钻井液处理剂发展的主要趋势。因此研发一种环保型钻井液润滑剂具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种环保型钻井液润滑剂及其制备方法。本专利技术所提供的环保型钻井液润滑剂，其组成为：脂肪酸酯、生物柴油、固体润滑剂、极压润滑剂、分散剂、消泡剂；其中各组成的质量百分比为：脂肪酸酯：20%~50%；生物柴油：30%~60%；固体润滑剂：5%~20%；极压润滑剂：5%~10%；分散剂：1%~5%；消泡剂：3%~10%。所述脂肪酸酯为：甘油脂肪酸酯、丙二醇单油酸酯、丙二醇单月桂酸酯、异辛醇脂肪酸酯、十二醇油酸酯、十四醇油酸酯、三乙醇胺油酸酯、聚乙二醇400单油酸酯、聚乙二醇400双油酸酯、聚乙二醇600单油酸酯、聚乙二醇600双油酸酯中的一种或几种以上的混合物；所述生物柴油为：以脂肪酸甲酯为主要成份的生物柴油；所述固体润滑剂为：石墨、改性石墨粉；所述极压润滑剂为：油酸二乙醇酰胺硼酸酯、油酸硼酸酯、亚磷酸二丁酯、硫化异丁烯的一种或几种以上的混合物；所述分散剂为：木质素磺酸钠、聚丙烯酰胺、纤维素衍生物中的一种或几种以上的混合物；所述消泡剂为：改性有机硅类消泡剂其主要成分为聚醚改性聚硅氧烷、甲基硅油、磷酸三丁酯、磷酸异丁酯、聚醚丙三醇的一种或几种以上的混合物。此种润滑剂的制备方法实施步骤如下：将上述脂肪酸酯和生物柴油按照质量配比分别加入反应釜中，升温至50~80℃，高速搅拌0.5h，然后分别将固体润滑剂、极压润滑剂、分散剂按次序加入反应釜，升温至70~80℃，高速搅拌1h，最后加入消泡剂继续搅拌0.5h，冷却，即得环保型钻井液润滑剂。本专利技术的使用方法与一般处理机的使用方法相同，即本专利技术环保型钻井液润滑剂在钻井液总的加量（重量）为1%-3%，在需要时直接加入即可。本专利技术的有效益果和特点：（1）本专利技术的润滑剂荧光级别低，不影响地质录井；（2）本专利技术的润滑剂易生物降解，为环境友好型润滑剂；（3）本专利技术制备的润滑剂原料广泛，成本低；（4）润滑剂在高温条件下具有优良的润滑性能，能够满足深井、超深井对于润滑剂抗温能力的要求。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅限于下面的实施例。实施例1将80g聚乙二醇400单油酸酯、80g生物柴油加入反应釜中，升温至50℃，高速搅拌0.5h，慢慢加入20g石墨、10g油酸硼酸酯、4g木质素磺酸钠高速搅拌1h，升温至70℃，慢慢加入6g甲基硅油继续搅拌0.5h，冷却，即得环保型钻井液润滑剂1#。实施例2将60g三乙醇胺油酸酯、80g生物柴油加入反应釜中，升温至50℃，高速搅拌0.5h，慢慢加入30g改性石墨、10g硫化异丁烯、6g纤维素衍生物高速搅拌1h，升温至70℃，慢慢加入14g磷酸三丁酯继续搅拌0.5h，冷却，即得环保型钻井液润滑剂2#。实施例3将100g聚乙二醇600双油酸酯、60g生物柴油加入反应釜中，升温至50℃，高速搅拌0.5h，慢慢加入20g改性石墨、10g油酸二乙醇酰胺硼酸酯、4g木质素磺酸钠高速搅拌1h，升温至70℃，慢慢加入6g聚醚丙三醇继续搅拌0.5h，冷却，即得环保型钻井液润滑剂3#。实施例4将80g十二醇油酸酯、80g生物柴油加入反应釜中，升温至50℃，高速搅拌0.5h，慢慢加入10g石墨、20g亚磷酸二丁酯、4g木质素磺酸钠高速搅拌1h，升温至70℃，慢慢加入6g甲基硅油继续搅拌0.5h，冷却，即得环保型钻井液润滑剂4#。实施例5将20g聚乙二醇400单油酸酯、40g三乙醇胺油酸酯、100g生物柴油加入反应釜中，升温至50℃，高速搅拌0.5h，慢慢加入12g石墨、16g油酸硼酸酯、2g木质素磺酸钠高速搅拌1h，升温至70℃，慢慢加入10g甲基硅油继续搅拌0.5h，冷却，即得环保型钻井液润滑剂5#。实施例6将40g甘油脂肪酸酯、40g十二醇油酸酯、80g生物柴油加入反应釜中，升温至50℃，高速搅拌0.5h，慢慢加入20g石墨、4g油酸硼酸酯、6g硫化异丁烯、4g木质素磺酸钠高速搅拌1h，升温至70℃，慢慢加入6g甲基硅油继续搅拌0.5h，冷却，即得环保型钻井液润滑剂6#。实施例7将100g三乙醇胺油酸酯、60g生物柴油加入反应釜中，升温至50℃，高速搅拌0.5h，慢慢加入20g改性石墨、4g油酸硼酸酯、6g油酸二乙醇酰胺硼酸酯、4g木质素磺酸钠高速搅拌1h，升温至70℃，慢慢加入2g甲基硅油、4g磷酸正丁酯继续搅拌0.5h，冷却，即得环保型钻井液润滑剂7#。实施例8荧光级别的测定在洁净烘干的100mL烧杯中加人20mL氯仿，加人1g需测定荧光级别的试样，摇匀、放置、澄清，倒出一部分澄清液于干净试管中，在紫外光仪下观看荧光与相关标准系列（根据用方原油配制的标准系列，本实验采用江苏油田提供原油）对比确定荧光级别，结果见表1。表1钻井液用低泡、低荧光润滑剂的荧光级别名称荧光级别环保型钻井液润滑剂1#1级环保型钻井液润滑剂2#1级环保型钻井液润滑剂3#2级环保型钻井液润滑剂4#1级环保型钻井液润滑剂5#2级环保型钻井液润滑剂6#1级环保型钻井液润滑剂7#2级实施例9润滑系数测定在1L去离子水中加入2.5gNa2CO3，在搅拌下缓慢加入50g钻井液用钠土，高速搅拌20min，在密闭容器中养护24h，即得5%淡水基浆。取300mL配制好的5%淡水基浆，加入1%的润滑剂，搅拌5min，即得测试泥浆。将基浆和泥浆在160℃下热滚16h即得老化后测试样品，采用Fann21200极压润滑仪测试5%基浆及添加润滑剂1%润滑剂试样的润滑系数，并用式1计算出其润滑系数降低率，结果见表2。…………………………………（1）式中：——润滑系数降低率，单位为百分数(%)；——基浆润滑系数；——基浆加样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环保型钻井液润滑剂，其特征在于它的组成为：脂肪酸酯、生物柴油、固体润滑剂、极压润滑剂、分散剂、消泡剂；其中各组成的质量百分比为：脂肪酸酯：20%~50%；生物柴油：30%~60%；固体润滑剂：5%~20%；极压润滑剂：5%~10%；分散剂：1%~5%；消泡剂：3%~10%。

【技术特征摘要】
1.一种环保型钻井液润滑剂，其特征在于它的组成为：脂肪酸酯、生物柴油、固体润滑剂、极压润滑剂、分散剂、消泡剂；其中各组成的质量百分比为：脂肪酸酯：20%~50%；生物柴油：30%~60%；固体润滑剂：5%~20%；极压润滑剂：5%~10%；分散剂：1%~5%；消泡剂：3%~10%。
2.根据权利要求1所述的环保型钻井液润滑剂制备方法，其特征是将脂肪酸酯和生物柴油按照配比分别加入反应釜中，升温至50~80℃，高速搅拌0.5h，然后分别将固体润滑剂、极压润滑剂、分散剂按次序加入反应釜，升温至70~80℃，高速搅拌1h，最后加入消泡剂继续搅拌0.5h，冷却，即得环保型钻井液润滑剂。
3.根据权利要求1所述的环保型钻井液润滑剂，其特征在于所述脂肪酸酯为：甘油脂肪酸酯、丙二醇单油酸酯、丙二醇单月桂酸酯、异辛醇脂肪酸酯、十二醇油酸酯、十四醇油酸酯、三乙醇胺油酸酯、聚乙二醇400单油酸酯、聚乙二醇40...

【专利技术属性】
技术研发人员：逯贵广，封心领，袁俊秀，徐冬梅，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，南化集团研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32