一种水溶性油基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水溶性油基钻井液润滑剂及其制备方法，该润滑剂可以溶解于水基钻井液中，能够大幅度提升润滑剂在水基钻井液中使用周期，且润滑性能强、起泡低。该润滑剂的原料为工业油酸、原油、添加剂以及工业乙醇构成的混合液；其中，所述工业油酸的质量份数为30～35％；原油的质量份数为50～60％、添加剂的质量份数为5～10％；工业乙醇的质量份数为5％。

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性油基钻井液润滑剂及其制备方法
本专利技术涉及化工生产
，具体涉及一种水溶性油基钻井液润滑剂。
技术介绍
传统油基润滑剂存在着无法水溶的问题，因此在使用时必须配合大量的乳化剂使用，但油基润滑剂所用的基础油种类过多，而现场常用的乳化剂种类很少，基于常规油基润滑剂是以大量矿物油或植物油加入一定量具有润滑作用的油溶性物质混合而成，因此常规油基润滑剂不能溶解或分散在水基钻井液中，通常采用高速搅拌等方法使油基润滑剂形成细小的油滴状，加上不停的搅拌使油基润滑剂形成的油滴分散与钻井液中形成“假乳化”现象，一旦搅拌停止或遇到高温、高矿化度等情况“假乳化”现象会立即被破坏，从而失去润滑剂应有的润滑作用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种水溶性油基钻井液润滑剂，该润滑剂可以溶解于水基钻井液中，能够大幅度提升润滑剂在水基钻井液中使用周期，且润滑性能强、起泡低。同时，本专利技术还提供了一种生产工艺简单的水溶性油基钻井液润滑剂的制备方法。本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种水溶性油基钻井液润滑剂，其原料为工业油酸、原油、添加剂以及工业乙醇构成的混合液；所述工业油酸的质量份数为30～35％；原油的质量份数为50～60％、添加剂的质量份数为5～10％；工业乙醇的质量份数为5％。进一步地，上述工业油酸的质量份数为32％；原油的质量份数为55％、添加剂的质量份数为8％；工业乙醇的质量份数为5％。进一步地，上述添加剂为含5个结晶水的四甲基氢氧化铵结晶或十二烷基二甲基胺、三丁胺等叔胺类物质。进一步地，上述工业油酸为十六烯酸、十七烯酸、十八烯酸中的一种或任意几种的混合物。进一步地，上述原油的成分为含水量低于0.5％的轻质原油。本专利技术还提供了一种水溶性油基钻井液润滑剂的制备方法，包括以下步骤：S1、在反应容器中加入30—35％的工业油酸溶液，向反应容器中再加入50—60％的原油，从而得到混合溶液A；S2、在另一反应容器中加入5—10％添加剂，向反应容器中再加入5％工业乙醇，然后在常温下搅拌至添加剂完全溶解，从而得到混合溶液B；S3、将步骤S2所得混合溶液A缓慢加入至步骤S1所得混合溶液B中，常温下搅拌30min，从而生成润滑剂。进一步地，上述添加剂为含5个结晶水的四甲基氢氧化铵结晶或十二烷基二甲基胺、三丁胺等叔胺类物质；其中，叔胺类物质在特定条件下可与羧酸类或酰胺类物质发生化学反应生成相应的季铵盐。进一步地，上述工业油酸为十六烯酸、十七烯酸、十八烯酸中的一种或任意几种的混合物。进一步地，上述原油的成分为含水量低于0.5％的轻质原油。使用过程中的作用原理：添加剂(即叔胺类物质)与油酸在水中接触后会迅速发生化学反应，生成季铵盐，而在无水存在的情况下，二者则不会进行反应，当将该润滑剂加入井下时遇水进行“化学反应”RCOOH+(NH)4N-→RCOON(NH)4(1)添加剂与工业油酸在水的存在下按照反应(1)进行化学反应，其反应产物能够进一步提升油酸的润滑性能改变了油酸不能水溶的情况，因此反应(1)的产物不仅能大幅度提升试样的润滑性能，也能够提升试样在淡水浆中的稳定性以及在盐水浆中润滑能力以及稳定性。原油作为一种非水溶性油，但其具有良好的消泡能力，因此本专利技术中引入原油用以降低润滑剂成品的起泡率，工业乙醇的作用是用来溶解四甲基氢氧化铵结晶。本专利技术的有益效果是：1、润滑性能高，使用周期长；本专利技术采用的润滑剂相比于传统油基润滑剂润滑性能明显提高，在水基钻井液中使用周期较传统油基润滑剂有大幅度提升。2、抗盐性好；本专利技术润滑剂在4％氯化钠污染浆中润滑性能相比于传统油基润滑剂性能明显提高。3、稳定性好；本专利技术润滑剂在水基钻井液中稳定性极佳(在静置72h后润滑性能几乎无改变)，在氯化钠污染浆中静置72h后润滑性能几乎无改变。附图说明图1为本专利技术润滑剂与市售润滑剂在基浆中起泡率、润滑系数降低率检测的对比图；图2为本专利技术润滑剂与市售润滑剂在盐水浆中润滑系数降低率检测的对比图；图3为本专利技术润滑剂与市售润滑剂在淡水浆中稳定性检测的对比图；图4为本专利技术润滑剂与市售润滑剂在盐水浆中稳定性检测的对比图；图5为本专利技术润滑剂与市售润滑剂在室内模拟油田现场钻井环境下使用周期的检测对比图；图6为实施例一所制备的润滑剂在淡水浆环境下随工业油酸质量份数变化其性能变化图；图7为实施例一所制备的润滑剂在4％盐水浆环境下随工业油酸质量份数变化其性能变化图；图8为实施例二所制备的润滑剂在淡水浆环境下随添加剂质量份数变化其性能变化图；图9为本实施例二所制备的润滑剂在4％盐水浆环境下随添加剂质量份数变化其性能变化图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的描述。为了验证本专利技术的润滑剂性能，本专利技术通过以下方法对该润滑剂的性能和现有市售润滑剂进行了对比检测：A、配制检测用基浆：400ml蒸馏水中加入0.2g无水碳酸钠(分析纯)，搅拌至无水碳酸钠完全溶解后加入20.0g实验用钠土，11000r/min高速搅拌20min，24℃条件下密闭养护24h。B、基浆中起泡率、润滑系数降低率检测：取步骤A中已养护完成的基浆400mL，加入本专利技术的润滑剂试样2.0mL，高速搅拌(转速为11000r/min)5.0min(同时做空白试验)，测定加样浆的起泡率，并用极压润滑仪分别测定基浆及加样浆在0.7MPa(50inch·lbf力矩，1.5inch力臂)压力、60r/min转速下的扭矩读值。并按照公式1计算润滑系数降低率。式中：R——润滑系数降低率，％；K0——基浆的扭矩读值；K1——加样浆的扭矩读值。按照B过程再对市售的三种润滑剂进行基浆中性能检测，通过图1可以看出，本专利技术润滑剂起泡率明显低于三种市售润滑剂，且润滑系数降低率明显高于市售润滑剂。C、盐水浆中润滑系数降低率检测：取步骤A中已养护完成的基浆每％400ml，向每％基浆中加入分析纯氯化钠16.0g高速搅拌(转速为11000r/min)5.0min，此为4％氯化钠污染基浆，向其中一％4％氯化钠污染浆(盐水浆)中加入润滑剂试样2.0mL，另一％作为空白，分别将加样浆与空白浆高速搅拌(转速为11000r/min)10.0min，用极压润滑仪分别测定基浆及加样浆在0.7MPa(150inch·lbf力矩，1.5inch力臂)压力、60r/min转速下的扭矩读值。并按照公式1计算润滑系数降低率。按照C过程再对市售的三种润滑剂进行氯化钠污染基浆中性能检测，通过图2可以看出，本专利技术润滑剂在4％盐水浆中润滑系数降低率明显高于市售润滑剂。D、淡水浆中稳定性检测：按照步骤B的要求进行加样浆与基浆的配制，将加样浆和基浆用保鲜膜封口，分别在24℃条件下静置0h、16h、32h、48h、64h、72h后，不进行搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水溶性油基钻井液润滑剂，其特征在于，其原料为工业油酸、原油、添加剂以及工业乙醇构成的混合液；其中，所述工业油酸的质量份数为30～35％；原油的质量份数为50～60％、添加剂的质量份数为5～10％；工业乙醇的质量份数为5％。/n

【技术特征摘要】
1.一种水溶性油基钻井液润滑剂，其特征在于，其原料为工业油酸、原油、添加剂以及工业乙醇构成的混合液；其中，所述工业油酸的质量份数为30～35％；原油的质量份数为50～60％、添加剂的质量份数为5～10％；工业乙醇的质量份数为5％。


2.根据权利要求1所述的水溶性油基钻井液润滑剂，其特征在于，所述工业油酸的质量份数为32％；原油的质量份数为55％、添加剂的质量份数为8％；工业乙醇的质量份数为5％。


3.根据权利要求1或2所述的水溶性油基钻井液润滑剂，其特征在于，所述添加剂为含5个结晶水的四甲基氢氧化铵结晶或十二烷基二甲基胺或三丁胺。


4.根据权利要求1或2所述的水溶性油基钻井液润滑剂，其特征在于，所述工业油酸为十六烯酸、十七烯酸、十八烯酸中的一种或任意几种的混合物。


5.根据权利要求1或2所述的水溶性油基钻井液润滑剂，其特征在于，所述原油的成分为含水量低于0.5％的轻质原油。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张文龙，艾克热木，徐俊博，李万杰，贾学军，田忠，
申请(专利权)人：新疆塔里木油田建设工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65