润滑剂组合物和控制流体润滑性的方法技术

本发明专利技术涉及一种含有有效量的酯和脂肪酸的最佳润滑组合物。 该组合物也可含有一种叔胺，例如，三乙醇胺。 本发明专利技术也涉及含有本发明专利技术润滑组合物的钻井流动工质。 本发明专利技术进一步涉及控制水－碱性流体工质润滑性的组合物用途。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于钻井或完井作业或在井中整理作业的流体的润滑组合物。更具体地，本专利技术描述一种控制井眼中水-碱性流体的润滑性的方法和组合物。专利技术背景钻井、钻油井或钻非油井的传统方法包括驱动固定于钻井管端的牙钻旋转，一般通过表面上的装置将该组牙钻旋转推进。将称为钻井液或泥浆的一种流体工质通过管内空间注入钻头的位置。流体工质的主要用途是将岩屑碎片提取至地表面以清洁钻头和井，使井壁稳定，从而防止地质构造与流体工质接触中发生反应，等等。本专利技术不仅涉及称为钻井液的流体工质，同时涉及完井流体工质以及称为整理流体工质，所有这些流体工质以下均称为井流体工质。完井是当该井达到生产构造时继续进行钻井的操作。完井主要包括钻透岩石储层，测试其组成，配备生产井和投入运行。对于这些操作完井工质流体可能对炭石储层和对产生的流出物是有特效的。整理操作包括在生产井中钻井、重钻、清井或调换装备等作业。钻井流体工质必须具有根据各种不同用途可调节其粘度、密度或过滤液控制容积的特性。在某些情况下，例如强裂致偏的井，水平的井孔，或在井中较下面的管，值得考虑的是具有很大摩擦的更普遍的井，该流体工质的润滑性就成为一种重要的特性。美国专利US4,964,615和5,318,956描述了在混合物中采用源于植物的酯类作为钻井流体工质，但这些文献并不涉及根据本专利技术的最佳的组合物。专利技术的概要于是，本专利技术涉及一种用于掘井流体工质的润滑组合物。它包括50％至99％(重量)的(A)部分，它是由8至24个碳原子的直链或支链的单羧酸(A1)与2至20个碳原子的直链或支链的多元醇(A2)反应得到的一种或多种酯组成，以及1％至50％(重量)的(B)部分，它是由8至24个碳原子的直链或支链的一种或几种单羧酸组成。该多元醇(A2)可以为诸如，新戊二醇，季戊四醇，双季戊四醇，三羟甲基丙烷和双三羟甲基丙烷。该甲羧酸(A1和B部分)可以具有1至3不饱和度和14至20个碳原子。多元醇(A2)可以具有2至5个羟基和2至6个碳原子，较佳的多元醇可以具有4个羟基。单羧酸(A1和B部分)可以选自由油酸、脂肪酸、亚油酸、亚麻酸、棕榈酸、棕榈油酸、十四烷酸以及其混合物的组，该组合物可以包括5-20％，较佳约10％的B部分。酸与醇的摩尔比的范围(A1∶A2)可在1∶1和(n-n/10)∶1之间，较佳为(1+n/10)∶1至(n-n/5)∶1，式中n表示醇(A2)中的羟基数。该组合物可以包括80％-95％的酯A，较佳为90％。该组合物也可包括至多10％(重量)的叔胺。该叔胺可以是三乙醇胺。胺的用量，以摩尔当量表示相对于酸B来说，可以在0.2和1.2之间。酯A部分、酸B部分和三乙醇胺可以分别具有如下比例(重量)约85.4％，9.5％和5.1％。该组合物可以包括一种乳化产品，相对于该组合物来说，至多等于2％(重量)的比例。该乳化产物可以选自RADIASURF7137(20摩尔的乙氧基化脱水山梨醇单月桂酸酯)和RADIASURF7404(分子量为600的聚氧乙烯单油酸酯)。本专利技术也涉及根据本专利技术的控制水-碱性井流体工质润滑性的组合物的用途。在该用途中，所述组合物加入的量相对于该流体而言，可在约0.1％和10％的范围内。在井流体工质中，几乎没有加入反应性固体的情况下，所述组合物的加入量相对于该流体而言可在1％和3％的范围内。在工质流体加入固体的情况下，所述组合物加入的量相对于该流体而言可在3％和5％之间的范围内。本专利技术同时涉及一种水-碱性工质液，它包括0.1％-10％(重量)，较佳为1％-5％(重量)的如在本专利技术中所规定的润滑组合物。本申请人业已发现酯和酸按本专利技术所规定的比例的润滑组合物用于水-碱性井流体工质是特别合适的。根据本专利技术的另一个具体实施方案，本申请人已发现，通过混合高达10％重量(相对于润滑组合物而言)的一种或几种叔胺在润滑组合物中可改进水-碱性工质液的某些物理性能。根据本专利技术的另一个具体方案，本申请人发现添加高达2％重量(相对于该润滑组合物而言)的乳化产品常常使最终的组合物稳定性能得到改进。根据环保越来越严的规定用于井工质流的各种添加剂必须无毒和不污染环境。本专利技术的润滑组合物的优点在于符合目前对环境保护的严格规定。另外，本专利技术的组合物可被用于所有的水-碱性井工质液，例如，膨润土支承工质流，荷重或未荷重的工质液，高压/高温(HP/HT)工质液，无固体的工质液等。专利技术的详细说明本专利技术的其它特点和优点将在以下说明，但不受实施例的限制。根据本专利技术的润滑组合物的润滑性的测试用NL BaroidPetroleum Services公司制造的212型润滑性能测试仪按说明书手册No.211210001 EA部分的说明进行测定。表面对表面的润滑性能的测试按照美国石油协会(AP1)的标准RP13B所推荐的方法于100Psi(689 KPa)在60rpm下进行。为了对比各种组合物的润滑性，读出用上述测试装置测得的读数。这些读数对应于摩擦转矩的相对值。该数值越低，所测组合物的润滑性越好。以下实施例的方法把一定量选定的润滑组合物加入一种碱性工质液体中，该混合物其后在装置中进行测试。除了另有的说明外，试验在室温(约25℃)下进行。其后测试的润滑组合物用以下专门术语定义L1相当于季戊四醇单油酸酯，商品名RADIASURF 7156，由FINA公司销售。L2相当于季戊四醇单油酸酯和酸Radiacid 208分别以85％和15％重量比的混合物。Radiacid 208由FINA公司销售，内含70％油酸，10％亚油酸，6％棕榈油酸，5％棕榈酸，4％十四烷酸，3％亚麻酸和2％硬脂酸。L3相当于商业润滑剂“MI-LUBE”由MI.公司(美国)制造。L4相当于工业润滑剂“LUBRISAL”由MILLPARK公司(美国)销售。L5相当于粗柴油。L6相当于季戊四醇单油酸酯占90％和三乙醇胺占10％的混合物。L7相当于季戊四醇单油酸酯占85.4％(重量)Radiacid 208占9.5％(重量)和三乙醇胺占5.1％(重量)的混合物。L8相当于季戊四醇占90％(重量)和Radiacid 208占10％(重量)的混合物。L9相当于2-乙基-己基油酸酯。L10相当于2-乙基-己基油酸酯占85％(重量)和Radiacid 208占15％(重量)的混合物。L11相当于2-乙基-己基油酸酯占90％(重量)和Radiacid 208占10％(重量)的混合物。L12相当于2-乙基-己基油酸酯占95％(重量)和Radiacid 208占5％(重量)的混合物。L13相当于在系统L7中加入0.15％(重量)的乳化剂，该乳化剂由FINA公司销售，商品名为RADIASURF 7137(20摩尔乙氧基化脱水山梨醇单油酸酯)。L14相当于在系统L13中的乳化剂由FINA公司销售的商品名为RADIASURF 7404(分子量为600的聚氧乙烯单油酸酯)所替代。L2，L7，L8，L13和L14是根据本专利技术的较佳的润滑组合物。实施例1传统的新鲜的工质液的情况碱性工质组成新鲜水Wyoming膨润土 30g/l粘稠剂(黄原胶) 2g/l滤液减少剂(AQUAPACReg) 1g/l分散剂(聚丙烯酸酯) 3g/lNaOH调节至 pH＝9该分散剂是购自COATE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种作为水性钻钻井流体工质的润滑组合物，其特征在于包括： ５０％至９９％（重量）的（Ａ）部分，所述的（Ａ）部分由８至２４个碳原子的直链或支链的单羧酸（Ａ１）与２至２０个碳原子的直链或支链的多元醇（Ａ２）反应得到的一种或几种酯组成，其中酸和醇的摩尔比（Ａ１∶Ａ２）在１∶１和（ｎ－ｎ／１０）∶１之间的范围内，ｎ表示醇Ａ２中的羟基数， １％至５０％（重量）的（Ｂ）部分，所述（Ｂ）部分由８至２４个碳原子的直链或支链的一种或几种单羧酸组成，以及其中的单羧酸（Ａ１和Ｂ部分）具有１至３不饱和度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：让弗朗索瓦，安德列德穆兰，安妮奥迪贝尔，米歇尔杨森，皮埃尔马尔尚，
申请(专利权)人：法国石油研究所，菲那研究股份有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]