钻井液用高效润滑剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种钻井液用高效润滑剂及其制备方法和应用，所述钻井液用高效润滑剂包括以下质量份的组分：废弃食物油：45％‑80％；脂肪醇：5％‑40％(一种或几种混合物)；阴离子表面活性剂：0.5％‑2％；极压抗磨剂：5％‑10％(一种或两种混合物)；乳化剂：1％‑5％；消泡剂：1％‑10％(一种或几种混合物)。本发明专利技术以经济环保的回收地沟油为原料，得到性能优越的润滑剂，最终制得高效润滑剂添加到钻井液中，使其抗温达150度，润滑系数降低率达到90％。

High Efficiency Lubricant for Drilling Fluid and Its Preparation Method and Application

The invention discloses a high-efficiency lubricant for drilling fluid and its preparation method and application. The high-efficiency lubricant for drilling fluid includes the following components: waste food oil: 45%80%; aliphatic alcohol: 5%40%(one or several mixtures); anionic surfactant: 0.5%2%; extreme pressure antiwear agent: 5%10%(one or two mixtures); emulsifier: 1. % Defoamer: 1%-10%(one or several mixtures). The invention takes recycled ditch oil as raw material, obtains lubricant with excellent performance, and finally produces high-efficiency lubricant to be added to drilling fluid, so that its temperature resistance reaches 150 degrees, and the lubrication coefficient decreases by 90%.

【技术实现步骤摘要】
钻井液用高效润滑剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及油田石油勘探
，特别是涉及一种钻井液用高效润滑剂及其制备方法和应用。
技术介绍
随着油田石油勘探开发技术的不断发展，钻井技术越来越先进，钻井助剂也日新月异。但钻井工程中面临的复杂情况日益突出，大位移水平井、定向井和长裸眼深井，复杂结构井逐渐增多。在降低摩擦阻力和提高机械钻速方向对钻井液性能提出了更高的要求。其中的润滑剂在现场应用过程中，由于自身结构等诸多原因，导致石油钻井勘探复杂程度加大，投入成本增大。目前应用最大的润滑剂主要有沥青类润滑剂、柴油基润滑剂、矿物油基润滑剂、植物油基润滑剂等。由于沥青类润滑剂、柴油基润滑剂和矿物油基润滑剂等常规润滑剂存在环保隐患，同时环保理念的进步和环保事业的发展对钻井液环保性能的要求越来越高，因此研发出环保型钻井液用高效润滑剂。常规钻井液润滑剂在使用过程中主要存在着以下问题：(1)对环境有不良影响；(2)容易引起钻井液起泡；(3)容易引起钻井液粘度、切力升高，不利于钻井液现场维护；(4)润滑剂极压膜强度低，难以满足定向井高侧压力条件的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的钻井液用润滑剂不够环保、添加后钻井液润滑性能降低的问题，而提供一种钻井液用高效润滑剂。本专利技术的另一个目的是提供一种钻井液用高效润滑剂的制备方法，以地沟油为原料，为地沟油资源化找到合理利用的出路。本专利技术的另一个目的是提供所述高效润滑剂在改善的钻井液性能中的应用，添加该润滑剂的钻井液抗温大于等于150度，润滑系数降低率大于等于90％。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：本专利技术的一种钻井液用高效润滑剂，由以下质量份的组分制备而成：精制地沟油：45-80份；脂肪醇：5-40份；阴离子表面活性剂：0.5-2份；极压抗磨剂：5-10份；乳化剂：1-5份；消泡剂：1-10份；水：2-20份。在上述技术方案中，所述脂肪醇中的碳数为一～十二个碳。在上述技术方案中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸。在上述技术方案中，所述极压抗磨剂为偏硼酸钾或三硼酸钾。在上述技术方案中，所述乳化剂为油酸酰胺,比如油酸一乙醇胺、油酸二乙醇胺或油酸三乙醇胺。在上述技术方案中，所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷、丙三醇聚醚或硬脂酸铝。本专利技术的另一方面，一种钻井液用高效润滑剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1，将45-80份精制地沟油、0.18-0.70份的阴离子表面活性剂和2-20份水按照质量配比分别加入反应釜中，升温至100-120℃，反应搅拌2-2.15h；废弃地沟油水解后经水洗分离出甘油水溶液，得到饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸及未反应地沟油；步骤2，加入5-40份脂肪醇及0.32-1.30份阴离子表面活性剂，保温90-100度，反应搅拌2-2.15h，当脂肪醇为低分子脂肪醇(沸点低于90度)时，经冷凝器回流低分子脂肪醇，停止加热在自然冷却过程中，分别将极压抗磨剂、乳化剂按次序加入反应釜，高速搅拌1-1.15h；在本步骤中，利用其中脂肪酸含有羧基的性质，与醇反应生成脂肪酸酯，它是油田钻井液用性能良好的润滑剂。步骤3，加入1-10份消泡剂，当脂肪醇为低分子脂肪醇时，加入步骤2得到的回流脂肪醇，继续搅拌30-40min，冷却至40-60℃出料。在上述技术方案中，所述脂肪醇中的碳数为一～十二个碳。在上述技术方案中，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸。在上述技术方案中，所述极压抗磨剂为偏硼酸钾或三硼酸钾。在上述技术方案中，所述乳化剂为油酸酰胺，比如油酸一乙醇胺、油酸二乙醇胺或油酸三乙醇胺。在上述技术方案中，所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷、丙三醇聚醚或硬脂酸铝。本专利技术的另一方面，还包括通过所述制备方法制备得到的高效润滑剂。本专利技术的另一方面，还包括高效润滑剂在钻井液中的应用，在所述钻井液中添加0.1％-0.5％质量份的所述高效润滑剂。在上述技术方案中，所述钻井液的抗温大于等于150度，润滑系数降低率大于等于90％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的高效润滑剂可减少钻头与井壁的摩擦阻力，通过改变钻井液在流动界面的涡流提高钻井润滑性能，具体而言本专利技术润滑剂的添加降低了涡流所消耗的能量。实验表明该润滑剂具有优异的润滑性能，应用广泛，使用该润滑剂可以降低钻井液的滤失量、扩大润滑剂的使用温度范围，不污染环境，是开发的理想润滑剂。2.本专利技术的高效润滑剂以废弃食物油(清洗处理的地沟油)为主要原料，使地沟油变成有用的工业资源，变废为宝，突破了地沟油回收再利用的“瓶颈”。从源头上堵住了废地沟油的二次食用，降低其对环境污染，保证了人们的健康，也将使城市环境大为改善。实现地沟油的产业化，促进地沟油的发展，为地沟油资源化找到合理利用的出路。3.本专利技术生产出的钻井液用高效润滑剂，完全生物降解，使用后的排放物不对环境造成影响。通过合理回收利用废弃地沟油，作为油田钻采用处理剂的重要原料，可以部分替代我国有限的石油资源，对于缓解能源危机，促进经济可持续发展等方面将起到推动作用。能产生一定的经济效益和巨大的社会效益。4.钻井液用高效润滑剂不仅可以提高钻井液的润滑性能，降低井下磨阻，还可以改善钻井液的流变性和滤失性能，提高破岩效率。目前，本产品已在大庆油田、四川油田和新疆油田成功使用。有效的减少钻头磨损，大幅度降低钻井成本，且无毒无污染。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下实施例中的精制地沟油是废弃地沟油经过以下步骤处理后得到的：过滤、加热(至60-90℃)、沉淀和分离。实施例1本专利技术的一种钻井液用高效润滑剂，由以下质量份的组分制备而成：精制地沟油：45份；脂肪醇(甲醇)：5份；阴离子表面活性剂(十二烷基苯磺酸)：0.5份；极压抗磨剂(偏硼酸钾)：5份；乳化剂(油酸二乙醇胺)：1份；消泡剂(聚醚改性聚硅氧烷)：1份；水：10份。该高效润滑剂通过以下方法制备：步骤1，将45份精制地沟油、0.18份的阴离子表面活性剂(十二烷基苯磺酸)和10份水按照质量配比分别加入反应釜中，升温至100℃，反应搅拌2h；地沟油水解后经水洗分离出甘油水溶液，得到饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸及未反应地沟油；步骤2，加入5份脂肪醇(甲醇)及0.32份阴离子表面活性剂(十二烷基苯磺酸)，保温90度，反应搅拌2h，经冷凝器回流低分子脂肪醇(甲醇)，停止加热，在自然冷却过程中，分别将极压抗磨剂(偏硼酸钾)、乳化剂(油酸二乙醇胺)按次序加入反应釜，高速搅拌1h；在本步骤中，利用其中脂肪酸含有羧基的性质，与醇反应生成脂肪酸酯，它是油田钻井液用性能良好的润滑剂。步骤3，加入1份消泡剂(聚醚改性聚硅氧烷)，加入步骤2得到的全部的回流甲醇，继续搅拌30min，冷却至40℃出料。在钻井液中添加0.1％质量份的本实施例得到的高效润滑剂，该钻井液的抗温可达到150度，润滑系数降低率可达到90％。实施例2本专利技术的一种钻井液用高效润滑剂，由以下质量份的组分制备而成：地沟油：45份；脂肪醇(甲醇)：5份；阴离子表面活性剂(十二烷基苯磺酸)：0.5份；极压抗磨剂(偏硼酸钾)：5份；乳化剂(油酸一乙醇胺)：1份；消泡剂(聚醚改性聚硅氧烷)：1份；水：10份。该高效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻井液用高效润滑剂，其特征在于，由以下质量份的组分制备而成：精制地沟油：45‑80份；脂肪醇：5‑40份；阴离子表面活性剂：0.5‑2份；极压抗磨剂：5‑10份；乳化剂：1‑5份；消泡剂：1‑10份；水：2‑20份。

【技术特征摘要】
1.一种钻井液用高效润滑剂，其特征在于，由以下质量份的组分制备而成：精制地沟油：45-80份；脂肪醇：5-40份；阴离子表面活性剂：0.5-2份；极压抗磨剂：5-10份；乳化剂：1-5份；消泡剂：1-10份；水：2-20份。2.如权利要求1所述的钻井液用高效润滑剂，其特征在于，所述脂肪醇中的碳数为一～十二个碳，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸，所述极压抗磨剂为偏硼酸钾或三硼酸钾，所述乳化剂为油酸酰胺，所述消泡剂为聚醚改性聚硅氧烷、丙三醇聚醚或硬脂酸铝。3.一种钻井液用高效润滑剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将45-80份精制地沟油、0.18-0.70份的阴离子表面活性剂和2-20份水按照质量配比分别加入反应釜中，升温至100-120℃，反应搅拌2-2.15h；步骤2，加入5-40份脂肪醇及0.32-1.30份阴离子表面活性剂，保温90-100度，反应搅拌2-2.15h，停止加热在自然冷却过程中，分别将极压抗磨剂、乳化剂按次序加入反应釜，高...

【专利技术属性】
技术研发人员：任增强，刘德利，张瑾，
申请(专利权)人：天津市海罗兰科技发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12