一种抗磨减阻处理剂及制备方法、润滑剂组合物与应用技术

本发明专利技术提出了一种抗磨减阻处理剂及制备方法、润滑剂组合物与应用，该处理剂是采用环氧烷烃和烷基醇胺为原材料反应制得的烷基胺类抗磨减阻处理剂，该处理剂基于烷基胺类化合物结构中的氮原子可以与金属表面原子形成稳定的表面吸附膜，这种化学吸附膜可以有效提高抗磨剂的抗磨减阻性能。含本发明专利技术的抗磨减阻处理剂的润滑剂组合物添加至水基钻井液润滑剂中，可显著提升钻井液的抗磨减阻性能。可显著提升钻井液的抗磨减阻性能。

【技术实现步骤摘要】
一种抗磨减阻处理剂及制备方法、润滑剂组合物与应用


[0001]本专利技术涉及油田钻井液
，尤其涉及一种抗磨减阻处理剂及制备方法、润滑剂组合物与应用。

技术介绍

[0002]润滑剂是钻井液的核心处理剂之一，可显著降低钻具与井壁之间的摩擦、减小钻进扭矩和起下钻摩阻，可有效提高钻速，大大提升作业效率。随着油气勘探的发展，钻井工程中采用水平井、定向井、长裸眼深井、复杂结构井逐渐增多，作业时钻柱与井壁接触面积明显增大，摩阻增加，从而现代钻井作业对水基钻井液的极压抗磨、润滑性能提出了更高的要求。目前，现场应用的常规润滑剂大多选用矿物油或白油、植物油和合成脂类作为水基钻井液用的润滑剂的基础油，其中植物油和合成脂的生物降解性最好，矿物油和白油的生物降解性最差，易对生态环境造成污染。植物油类润滑剂相对较环保且常温下润滑效果好，但抗温耐盐能力相对较差，而且植物油和合成脂类润滑剂的极压抗磨性能有待提高。
[0003]在高速、高温和高负荷等恶劣工况的井下钻井环境中，极压抗磨剂是水基钻井液用润滑剂的重要组成部分。极压抗磨剂目前种类主要有S型、P型、Cl型、Mo型、N型、B型、有机金属型、稀土化合物型和纳米粒子型，其中S型、P型、Cl型极压抗磨剂属于传统类型，主要与金属反应生成化合物膜，两者之间可复合使用，具有一定的协同效果，但是环保性较差。Mo型、N型、B型属于新型的环保类极压抗磨剂，其可在金属表面以化学键形式生成化学吸附膜，但是目前在钻井液润滑剂中使用较少，可作为提升水基钻井液抗磨减阻性能的重点研究方向。
[0004]随着石油工程的发展和能源绿色、高效开发要求的提升，对于水基钻井液润滑剂的性能要求也越来越高。因此，亟待开发出一种性能优异、环境友好、可以提升水基钻井液抗磨减阻性能的处理剂，对于加快我国油气高效、绿色开发具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出了一种抗磨减阻处理剂及制备方法、润滑剂组合物与应用。
[0006]第一方面，本专利技术提出了一种抗磨减阻处理剂，该抗磨减阻处理剂由环氧烷烃和烷基醇胺为原材料反应制得的；
[0007]所述环氧烷烃为C8～C
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的环氧烷烃，更优选地，环氧烷烃为1,2
‑
环氧十二烷、1,2
‑
环氧十六烷、1,2
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环氧十八烷中的一种；
[0008]所述烷基醇胺为二乙醇胺、异丙醇胺、乙醇胺中的一种。
[0009]第二方面，本专利技术提供了一种抗磨减阻处理剂的制备方法，包括以下步骤：
[0010]S1：将烷基醇胺和环氧烷烃混合反应；
[0011]S2：将S1得到的反应产物萃取、重结晶，得到抗磨减阻处理剂。
[0012]作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤S1中，所述环氧烷烃为C8～C
20
的环氧烷烃，
优选地，环氧烷烃为1,2
‑
环氧十二烷、1,2
‑
环氧十六烷、1,2
‑
环氧十八烷中的一种。
[0013]作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤S1中，所述烷基醇胺是同时含有氨基和羟基的化合物，且氨基上需含有氢原子；优选地，烷基醇胺为二乙醇胺、异丙醇胺、乙醇胺中的一种。
[0014]烷基醇胺同时含有氨基和羟基的化合物，且氨基上需含有氢原子，是使开环反应能够进行。
[0015]作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤S1中，所述环氧烷烃与烷基醇胺的摩尔比为1:1～1.2，优选地，摩尔比例为1:1.1。
[0016]作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤S1中，所述反应温度为60～100℃；反应时间为1～4h。
[0017]作为本专利技术的具体实施方式，所述步骤S2中，采用热水对S1得到的反应产物进行萃取；优选地，所述热水的温度为60～80℃；所述重结晶使用甲醇重结晶。
[0018]采用环氧烷烃和烷基醇胺为原料反应制得烷基胺类抗磨减阻处理剂，其分子结构上含有的N原子可以在金属表面形成稳定的吸附膜，增强抗磨性能，应用在水基钻井液润滑剂中可以有效提高润滑剂整体的极压、抗磨能力。
[0019]第三方面，本专利技术提供了一种润滑剂组合物，包括6～11％的抗磨减阻处理剂、85～90％的基础油、4～9％乳化剂。
[0020]作为本专利技术的具体实施方式，所述基础油相为矿物油、植物油、合成油中的一种。
[0021]作为本专利技术的具体实施方式，所述乳化剂为司盘80、OP
‑
10、吐温60中的至少一种。
[0022]本专利技术中的上述原料均可自制，也可商购获得，本专利技术对此不作特别限定。
[0023]第四方面，本专利技术提供了所述抗磨减阻处理剂、润滑剂组合物在水基钻井液中的应用。
[0024]作为本专利技术的具体实施方式，含抗磨减阻处理剂的润滑剂组合物在水基钻井液中的质量分数为1％～3％。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0026]1、本专利技术的抗磨减阻处理剂为采用环氧烷烃和烷基醇胺为原料反应制得烷基胺类抗磨减阻处理剂，其分子结构上含有的N原子可以在金属表面形成稳定的吸附膜，增强抗磨性能；含该抗磨减阻处理剂的润滑剂组合物应用在水基钻井液中可以有效提高润滑剂整体的极压、抗磨能力。
[0027]2、本专利技术的实施例中，含该抗磨减阻处理剂的润滑剂组合物配成的水基钻井液可显著降低钻井液的摩擦阻力，润滑系数降低率达到80％以上。
[0028]3、本专利技术的抗磨减阻处理剂制备方法简单，绿色环保，可大量生产，广泛用于油田钻井领域。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但并不构成对本专利技术的任何限制。
[0030]本专利技术各实施例中，所用的试剂：
[0031]二乙醇胺，工业级，生产厂家：济南凤鸣化工有限公司；
[0032]环氧十八烷，工业级，生产厂家：湖北兴恒业科技有限公司；
[0033]甲醇，化学纯，生产厂家：天津科密欧化学试剂有限公司；
[0034]环氧十六烷，工业级，生产厂家：武汉鑫伟烨化工有限公司；
[0035]异丙醇胺，工业级，生产厂家：山东力昂新材料科技有限公司；
[0036]司盘80，工业级，生产厂家：山东多聚化学有限公司；
[0037]棉籽油，工业级，生产厂家：济南博奥化工有限公司。
[0038]实施例1
[0039]本实施例提供了一种抗磨减阻处理剂及制备方法，具体细节如下：
[0040]S1：称取210g的二乙醇胺加入到玻璃反应釜中，安装回流冷凝管、滴液漏斗和氮气入口管。开启搅拌并升温90℃，称取490g的1,2
‑
环氧十八烷(二乙醇胺与1,2
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环氧十八烷摩尔比1.1:1)，在氮气保护下滴加到反应釜中与二乙醇胺反应。20min内滴加完成，滴加结束后继续在90℃条件下反应2h。
[0041]S2：反应结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗磨减阻处理剂，其特征在于，该抗磨减阻处理剂由环氧烷烃和烷基醇胺为原材料反应制得的；所述环氧烷烃为C8～C
20
的环氧烷烃，更优选地，环氧烷烃为1,2
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环氧十二烷、1,2
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环氧十六烷、1,2
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环氧十八烷中的一种；和/或所述烷基醇胺为二乙醇胺、异丙醇胺、乙醇胺中的一种。2.权利要求1所述的抗磨减阻处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将烷基醇胺和环氧烷烃混合反应；S2：将S1得到的反应产物萃取、重结晶，得到抗磨减阻处理剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述环氧烷烃为C8～C
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的环氧烷烃，优选地，环氧烷烃为1,2
‑
环氧十二烷、1,2
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环氧十六烷、1,2
‑
环氧十八烷中的一种。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述烷基醇胺为二乙醇胺、异丙醇胺、乙醇胺中的一种。5.根据权利要求2
‑
4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述环氧烷烃与烷基醇胺的摩尔比为1:1～1.2，优选地，摩尔比例为1:1....

【专利技术属性】
技术研发人员：董国峰，聂育志，陈红壮，马鹏，邱在磊，张顺，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院德州大陆架石油工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：