一种基于再生油脂及其衍生物的钻井液用低荧光油基润滑剂制造技术

本发明专利技术涉及一种基于再生油脂及其衍生物的钻井液用低荧光油基润滑剂，由包括以下步骤的方法制成：（1）酯化过程：和（2）消荧光过程。其生物降解性好，润滑性能好，抗氧化性强，抗高温润滑性优异，荧光级别低，不易滤失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及钻井液用润滑剂，特别涉及基于再生油脂及其衍生物的钻井液用低荧光油基润滑剂及其制备方法。
技术介绍
在石油天然气钻井过程中，为了降低钻具与井壁、钻具与套管间摩擦阻力以及降低钻柱旋转扭矩和起下钻阻力，常需要加入润滑剂，从而减少井下卡钻事故，并提高钻井速度。常见的钻井液用液体润滑剂包括矿物油类润滑剂和植物油类润滑剂两大类。其中，矿物油类润滑剂不能生物降解，对环境污染大，而且荧光级别高，影响地质录井。植物油类润滑剂具有无毒、生物降解性好、可再生利用、荧光级别低等优点，是比较有应用前景的环境友好型钻井液用润滑剂。不过，目前常用的植物油类润滑剂基本都是基于未改性植物油的，其由于植物油未改性而至少存在以下三个问题(1)水解热稳定性差，植物油在碱性环境中易皂化，形成阴离子型表面活性剂而易起泡；(2)水溶性的阴离子表面活性剂在岩屑和地层上的吸附消耗比油溶性的油脂大，即皂化后的润滑剂的消耗快，换句话说，皂化后的润滑剂不耐用； (3)氧化安定性差，油脂氧化酸败导致钻井液发臭，并降低乃至丧失润滑性能。为了改善植物油类润滑剂的性能，需要对对其进行化学改性，改性的方法主要包括氢化改性、酯化改性以及环氧化改性等。中国专利申请200710158398.1 (CN101157850A)公开了动植物油脂制备钻井液用抗高温润滑剂，将油脂与乙醇胺、二乙二醇进行酯化反应后，再进行硫化反应获得。不过，该专利中反应过程较为复杂，且未对动植物油脂进行消荧光反应，未氧化油脂分子上的不饱和双键，该润滑剂还是存在一定强度的荧光。中国专利申请200410074057. 2 (CN1743404A)公开了一种钻井液润滑添加剂及其制备方法，其中，植物油下脚料20 % 40 %，三乙醇胺I % 2 %，烧碱(NaOH) 4 % 8 %，壬基苯酚聚氧乙烯醚(0P - 10)0. 5% O. 8%，其余是水。中国专利申请200910229188. 6(CN101717621A)公开了一种钻井液用低荧光防卡润滑剂，按重量百分比由下述组分组成棉籽油60-80 %，乳化剂1-4. 5 %，石墨乳2-5. 5 %，中间体17-30 % ;所述中间体为纤维素和水的混合物，按重量百分比纤维素为40-60%，水为40-60%。中国专利申请201010122439. 3 (CN101787266A)公开了一种水基钻井液用无荧光润滑剂的制备方法，按重量百分比的原材料备料工业用蓖麻油、菜子油脚和工业用大豆油30% 50% ;焦亚硫酸钠0. 6% 1. 0% ;壬基苯酚聚氧乙烯醚0P-10 :2% 3% ;抗氧剂501 :0. 02 O. 04% ;烧碱NaOH :1. 0% 1. 2%;其余是水；再加工成无荧光润滑剂。中国专利申请201010122420. 9公开了一种水基钻井液用无荧光润滑剂，由以下重量百分比的原材料制备而成工业用蓖麻油、菜子油脚和工业用大豆油30% 50% ;焦亚硫酸钠0. 6% 1. 0% ;壬基苯酚聚氧乙烯醚2% 3% ;抗氧剂501 0. 02 O. 04% ;烧碱NaOH 1. 0% 1. 2% ;其余是水。不过，这些润滑剂都是水基润滑剂，虽然价格便宜，但是性能较差，有效物含量少，且凝固点较高，冬季时易凝固，而且，未对植物油或者植物油下脚料进行化学改性，故其在使用过程中会存在易起泡及发臭等问题。中国专利申请200910242066. O (CN101735778A)公开了一种钻井液用高效润滑剂的制备方法，以白油和脂肪酸甲酯为主要原料，再复配一定量的磷酸酯、乳化剂等制得全油基润滑剂。不过，该润滑剂价格较高，另外润滑剂中加入了白油，会对环境造成一定的影响，而且该润滑剂有荧光而影响地质录井。中国专利申请CN102311722A公开了一种钻井液用脂肪酸润滑剂的制备方法，将脂肪酸、米糠油与多元醇胺混合制得润滑剂，其中未对米糠油进行消荧光反应，也未提高米糠油的氧化安定性。中国专利申请CN101812374A公开了一种改性脂肪酸酯的制备方法，以植物脂肪酸为原料，先与硝酸进行消荧光反应得到消荧光的脂肪酸，再与甲醇发生酯化反应制得消荧光的脂肪酸甲酯。该方法存在反应周期长，步骤繁杂等缺点，而且需配置表面活性剂来使改性后的脂肪酸甲酯较好地分散在钻井液中。·中国专利申请201010593468. 8公开了一种钻井液用润滑剂及其制备工艺，该钻井液用润滑剂由合成脂肪酸和多元醇胺混合物组成，多元醇胺混合物包括酐醇和醇胺，通过将它们进行连续搅拌制得，搅拌时的温度为100°C 120°C，搅拌O. 5 2. 5小时。不过，该润滑剂的分散性低，润滑效果受限。
技术实现思路
本专利技术人通过锐意研究发现，通过将废弃油脂进行酯化改性合成脂肪酸三乙醇胺酯表面活性剂，并进行消荧光反应来提高再生油脂及其衍生物的氧化安定性以及降低荧光强度，无需额外加入表面活性剂即可用作钻井液用光油基润滑剂，其生物降解性好，润滑性能好，抗氧化性强，抗高温润滑性优异，荧光级别低，不易滤失，从而完成本专利技术。本专利技术的目的在于提供一种基于再生油脂及其衍生物的钻井液用低荧光油基润滑剂，由包括以下步骤的方法制成(I)酯化过程将废弃油脂50-100重量份、催化剂1-10重量份和三乙醇胺2_12重量份混合，进行酯化反应，反应温度控制在100-150°C，反应时间为2-6h，其中，所述催化剂选自浓硫酸、对甲苯磺酸和氨基磺酸；(2)消荧光过程向步骤(I)中制得的反应产物中加入脂肪酸甲酯50-200重量份和硝酸3-25重量份，进行消荧光反应，反应温度控制在80-140°C，反应时间为l_3h。根据本专利技术提供的基于再生油脂及其衍生物的钻井液用低荧光油基润滑剂性能优异，具有以下优点(I)以废弃油脂为原料，充分利用废弃物来实现资源重复利用，变废为宝，节约资源；(2)该润滑剂以由可生物降解的油脂制成，生物降解性好，对环境友好，不会污染环境；(3)该润滑剂具有良好的润滑性能，能显著钻井液的降低粘附系数和摩擦系数，在淡水基浆中的填加量为1%时，粘附系数降低率和摩阻系数降低率即都大于70% ；(4)通过对废弃油脂进行酯化改性和消荧光反应，提高废弃油脂的水解热稳定性和氧化安定性，使得该润滑剂具有抗水解性和抗高温润滑性，在水性和高温条件下不会因水解/氧化变质而丧失润滑性能；(5)通过对废弃油脂进行酯化，合成得到脂肪酸三乙醇胺酯等表面活性剂，其具有良好的分散性，无需再复配其他表面活性剂即可使润滑剂分散在钻井液中；(6)该润滑剂为油基润滑剂，吸附消耗低，不易滤失；(7)对废弃油脂、合成所得的脂肪酸三乙醇酯和脂肪酸甲酯进行消荧光反应，使润滑剂的最大荧光强度数值小也即荧光级别低，润滑剂的荧光级别< 3级，从而不会对录井产生干扰。附图说明图1示出实施例2制得钻井液用低荧光润滑剂三维荧光光谱图。图2示出实施例2未加硝酸消荧光的钻井液用润滑剂三维荧光光谱图。图3示出实施例中所用废弃油脂的三维荧光光谱图。图4示出实施例中所用精制脂肪酸甲酯的三维荧光光谱图。图5示出白油三维荧光光谱图。具体实施例方式以下结合具体实施方式对本专利技术进行详细。通过这些描述，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。 本专利技术提供一种基于再生油脂及其衍生物的钻井液用低荧光油基润滑剂，由包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于再生油脂及其衍生物的钻井液用低荧光油基润滑剂，由包括以下步骤的方法制成：（1）酯化过程：将废弃油脂50?100重量份、催化剂1?10重量份和三乙醇胺2?12重量份混合，进行酯化反应，反应温度控制在100?150℃，反应时间为2?6h，其中，所述催化剂选自浓硫酸、对甲苯磺酸和氨基磺酸；（2）消荧光过程：向步骤（1）中制得的反应产物中加入脂肪酸甲酯50?200重量份和硝酸3?25重量份，进行消荧光反应，反应温度控制在80?140℃，反应时间为1?3h。

【技术特征摘要】
2012.12.31 CN 201210593916.31.一种基于再生油脂及其衍生物的钻井液用低荧光油基润滑剂，由包括以下步骤的方法制成 (O酯化过程将废弃油脂50-100重量份、催化剂1-10重量份和三乙醇胺2-12重量份混合，进行酯化反应，反应温度控制在100-150°C，反应时间为2-6h，其中，所述催化剂选自浓硫酸、对甲苯磺酸和氨基磺酸； (2)消荧光过程向步骤(I)中制得的反应产物中加入脂肪酸甲酯50-200重量份和硝酸3-25重量份，进行消荧光反应，反应温度控制在80-140°C，反应时间为l_3h。2.根据权利要求1所述的基于再生油脂及其衍生物的钻井液用低荧光油基润滑剂，其中，在步骤(I)中，将废弃油脂70-100重量份、催化剂4-6重量份与三乙醇胺5-7重量份混合，进行酯化反应。3.根据权利要求1所述的基于再生油脂及其衍生物的钻井液用低荧光油基润滑剂，其中，在步骤(I)中，将废弃油脂80-100重量份、催化剂5-6重量份与三乙醇胺5...

【专利技术属性】
技术研发人员：周风山，熊正强，郑祥志，崔保林，刘锋报，王维恒，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：