CN101230258A - 钻井液用的水基润滑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钻井液用的水基润滑剂及其制备方法，润滑剂的配方为：水100－300份，乳化剂10－30份，蓖麻油50－300份，白油50－400份，油酸皂50－600份，消泡剂50－200份。通过控制配方原料的加入量、投加的时间、加入顺序及反应釜的温度，制备出一种钻井液用的水基润滑剂。本发明的钻井液用的水基润滑剂是一种水溶性表面活性剂、优质乳化剂、部分无荧光润滑油等组成的综合性润滑剂，其水溶性的特点克服了油性润滑剂的有荧光、分散不均匀、不稳定等缺点，该种润滑剂具有其他润滑剂数倍的润滑效率，而且克服了单一油脂润滑剂的诸多缺点。

Description

钻井液用的水基润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种润滑剂及其制备方法，具体涉及一种钻井液用的水基润滑剂及其制备方法。

背景技术

传统钻井液用润滑剂是以油性成膜物质为基础，将润滑油分散成小液滴状态，在钻井液滤饼表面形成油性膜起到润滑钻井液的目的。此类润滑剂在应用上受到油性物质性能特点限制，具有以下几方面的不足：

1、油性润滑剂是有荧光物质，在石油勘探开发过程中对地质录井具有相当大的影响。不利于准确探明地质含有情况，因此在应用上满足不了实际工作的需要。

2、油性润滑剂的实际应用受到温度、压力、乳化剂类型、加量等条件的限制，其在钻井液中的分散程度不同，很难在钻井液中均匀分布，微型液滴的稳定性也不高，所以其实际起到的润滑效果与实验室模拟性能效果不一致。

3、由于油性润滑剂在钻井液滤饼表面的存在方式是以小液滴成膜状态起到润滑效果的，但此类润滑膜相对是可流动的，因此其润滑作用也不稳定。

水基润滑剂ORH-101是一种水溶性表面活性剂、优质乳化剂、部分无荧光润滑油等组成的综合性润滑剂，其水溶性的特点本身就克服了油性润滑剂的有荧光、分散不均匀、不稳定等缺点。在优质乳化剂的作用下，使无荧光润滑油能够分散微小液滴，在泥饼表面形成油性膜。而表面活性剂的极性官能团吸附在泥饼固相物质上，形成了油性润滑膜。经过上述两种不同机理的成膜作用和不同无荧光油脂润滑剂的协同作用。使该种润滑剂具有其他润滑剂数倍的润滑效率。有效克服了单一油脂润滑剂的诸多弱点。同时通过我们的技术攻关，解决了表面活性剂容易起泡的特点，使水基润滑剂的使用范围得到了有效的拓宽。

发明内容

本发明的目的是提供一种没有荧光物质、在钻井液中分散均匀、润滑作用稳定的钻井液用的水基润滑剂。

本发明的另一个目的是提供了一种制备上述水基润滑剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

提供一种钻井液用的水基润滑剂，该水基润滑剂的配方含有下述重量份的原料：水100-300份，乳化剂10-30份，蓖麻油50-300份，白油50-400份，油酸皂50-600份，消泡剂50-200份。

更进一步的说，本发明的一个优选的实施方案是：

一种钻井液用的水基润滑剂，该水基润滑剂的配方含有下述重量份的原料：水150-250份，乳化剂15-25份，蓖麻油100-200份，白油100-300份，油酸皂200-500份，消泡剂50-150份。

本发明的一个更优选的实施方案是：

一种钻井液用的水基润滑剂，该水基润滑剂的配方含有下述重量份的原料：水200份，乳化剂20份，蓖麻油150份，白油200份，油酸皂500份，消泡剂100份。

本发明的另一个技术方案，提供了制备上述水基润滑剂的制备方法，该方法包含以下步骤：

(1)加水

向反应釜中加入水，然后对反应釜进行加温；

(2)投入乳化剂

控制反应釜内的水温，在水温达到30-35℃时，停止加温，向反应釜投入乳化剂，边投边搅拌，投入的速度控制在10分钟内将全部原料均匀地投入；

(3)投入蓖麻油

投入乳化剂后继续搅拌半小时，当水温在30-35℃时，投入蓖麻油，2小时内投完，间断性的投入速度控制在1小时内投全部原料的一半；

(4)投入白油

投入蓖麻油的第二个小时过程中，投入白油，将白油间断性投入反应釜中，将反应釜中存有的泡沫控制在反应釜釜壁没有泡沫覆盖，直到将原料全部投入反应釜为止；

(5)投入油酸皂

控制反应釜内的水温在40-50℃，当白油与蓖麻油在反应釜中乳化均匀后加入油酸皂，投入的速度控制在1-4个小时的范围内；

(6)投入消泡剂

缓慢降低反应釜温度并控制反应釜内的水温在20-25℃，向反应釜中投入消泡剂；投入的速度控制在半小时的范围内；

(7)冷却分装

反应完成后，进行冷却水循环冷却。在反应釜内温度降低到30℃以内时，进行分装出料。

本发明的钻井液用的水基润滑剂是一种水溶性表面活性剂、优质乳化剂、部分无荧光润滑油等组成的综合性润滑剂，其水溶性的特点本身就克服了油性润滑剂的有荧光、分散不均匀、不稳定等缺点。在优质乳化剂的作用下，使无荧光润滑油能够分散微小液滴，在泥饼表面形成油性膜。而表面活性剂的极性官能团吸附在泥饼固相物质上，形成了油性润滑膜。经过上述两种不同机理的成膜作用和不同无荧光油脂润滑剂的协同作用，使该种润滑剂具有其他润滑剂数倍的润滑效率，有效克服了单一油脂润滑剂的诸多弱点。同时通过加入自制的消泡剂，解决了表面活性剂容易起泡的特点，使水基润滑剂的使用范围得到了有效的拓宽。

水基润滑剂与现有技术使用效果最好的油性润滑剂润滑系数降低率对比如下：

样品加量	0.3％	0.5％	1.0％	1.5％	2.0％	3.0％
							水基润滑剂磨阻系数降低率	56.1	65.9	67.1	68.3	68.3	/
油性润滑剂磨阻系数降低率	47.5	62.5	65	67.5	67.5	/

从上表可看出，水基润滑剂的磨阻系数降低率大于现有技术中使用效果最好的油性润滑剂的磨阻系数降低率，因此使用本发明的水基润滑剂的润滑效果明显比现有技术中油性润滑剂的润滑效果好。

具体实施方式

下面列举实施例，对本发明加以进一步说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

按下述重量称取原料(千克)：

水200，乳化剂20，蓖麻油150，白油200，油酸皂500，消泡剂100。

制法如下：

(1)加水

向反应釜中加入水200千克，然后对反应釜进行加温；

(2)投入乳化剂

控制反应釜内的水温，在水温达到30-35℃时，停止加温，向反应釜投入乳化剂20千克，边投边搅拌，投入的速度控制在10分钟内将全部原料均匀地投入；

(3)投入蓖麻油

投入乳化剂后继续搅拌半小时，监测反应釜内温度变化，正常情况下反应釜内的温度会保持不变。此时可以直接投入蓖麻油150千克，如果反应釜内温度不足30℃，则需继续使用燃油锅炉进行加热，直到温度达到30-35℃时再停止加热，投放蓖麻油时要求投放速度缓慢，2小时内投完。间断性的在1小时内投一半蓖麻油，第2个小时内投完另一半蓖麻油。

(4)投入白油

投入蓖麻油的第二个小时过程中，投入白油200千克，将白油间断性投入反应釜中，在将反应釜中存有的泡沫控制在反应釜釜壁没有泡沫覆盖，直到将原料全部投入反应釜为止；

(5)投入油酸皂

控制反应釜内的水温在40-50℃，当白油与蓖麻油在反应釜中乳化均匀后加入油酸皂500千克，投入的速度控制在1-4个小时的范围内；

(6)投入消泡剂

缓慢降低反应釜温度并控制反应釜内的水温在20-25℃，向反应釜中投入消泡剂100千克；投入的速度控制在半小时的范围内；

(7)冷却分装

反应完成后，进行冷却水循环冷却。在反应釜内温度降低到30℃以内时，进行分装出料。

实施例2

按下述重量称取原料(千克)：

水300，乳化剂30，蓖麻油250，白油300，油酸皂600，消泡剂150。

制法如实施列1。

实施例3

按下述重量称取原料(千克)：

水100，乳化剂15，蓖麻油280，白油350，油酸皂60，消泡剂200。

制法如实施列1。

实施例4

按下述重量称取原料(千克)：

水150，乳化剂12，蓖麻油100，白油150，油酸皂400，消泡剂50。

制法如实施列1。

实施例5

按下述重量称取原料(千克)：

水250，乳化剂18，蓖麻油50，白油100，油酸皂100，消泡剂80。

制法如实施列1。

实施例6

按下述重量称取原料(千克)：

水280，乳化剂10，蓖麻油200，白油50，油酸皂200，消泡剂180。

制法如实施列1。

Claims (4)

1.一种钻井液用的水基润滑剂，该水基润滑剂的配方含有下述重量份的原料：水100-300份，乳化剂10-30份，蓖麻油50-300份，白油50-400份，油酸皂50-600份，消泡剂50-200份。

2.根据权利要求1所述的水基润滑剂，其特征在于，该水基润滑剂的配方含有下述重量份的原料：水150-250份，乳化剂15-25份，蓖麻油100-200份，白油100-300份，油酸皂200-500份，消泡剂50-150份。

3.根据权利要求1所述的水基润滑剂，其特征在于，该水基润滑剂的配方含有下述重量份的原料：水200份，乳化剂20份，蓖麻油150份，白油200份，油酸皂500份，消泡剂100份。

4.一种制备权利要求1至3中任一项所述的钻井液用的水基润滑剂的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

(1)加水

向反应釜中加入水，然后对反应釜进行加温；

(2)投入乳化剂

控制反应釜内的水温，在水温达到30-35℃时，停止加温，向反应釜投入乳化剂，边投边搅拌，投入的速度控制在10分钟内将全部原料均匀地投入；

(3)投入蓖麻油

投入乳化剂后继续搅拌半小时，当水温在30-35℃时，投入蓖麻油，2小时内投完，间断性的投入速度控制在1小时内投全部原料的一半；

(4)投入白油

投入蓖麻油的第二个小时过程中，投入白油，在投蓖麻油的间歇过程中，将白油间断性投入反应釜中，将反应釜中存有的泡沫控制在反应釜釜壁没有泡沫覆盖，直到将原料全部投入反应釜为止；

(5)投入油酸皂

控制反应釜内的水温在40-50℃，当白油与蓖麻油在反应釜中乳化均匀后加入油酸皂，投入的速度控制在1-4个小时的范围内；

(6)投入消泡剂

缓慢降低反应釜温度并控制反应釜内的水温在20-25℃，向反应釜中投入消泡剂；投入的速度控制在半小时的范围内；

(7)冷却分装

反应完成后，进行冷却水循环冷却。在反应釜内温度降低到30℃以内时，进行分装出料。