CN101735778A

CN101735778A - 钻井液用高效润滑剂

Info

Publication number: CN101735778A
Application number: CN200910242066A
Authority: CN
Inventors: 李银素; 高冬梅; 黄献西; 苗海龙; 张�荣; 李伟; 陈俊生
Original assignee: China Oilfield Services Ltd; China National Offshore Oil Corp CNOOC; COSL Chemicals Tianjin Co Ltd
Current assignee: China Oilfield Services Ltd; China National Offshore Oil Corp CNOOC; COSL Chemicals Tianjin Co Ltd
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2010-06-16

Abstract

本发明公开了一种钻井液用高效润滑剂，包括如下组份：10～40％的白油，30～70％的脂肪酸甲酯或油酸甲酯，5～20％的多元酯，2～8％的磷酸酯，1～6％的油性极压剂，0.5～2％的乳化剂OP-10和0.5～2％司盘-80。本发明还公开了一种钻井液用高效润滑剂的制备方法和步骤。本发明高效润滑剂不仅可以提高钻井液的润滑性，而且还可以提高钻井液的极压值，既适合普通钻井需要又适合高难度大斜度定向井和水平井的使用。

Description

钻井液用高效润滑剂

技术领域

本发明涉及一种用于钻井液的润滑剂。

背景技术

随着石油天然气及地质勘探开发的飞速发展，现代钻井技术对钻井液提出了更高的要求。在钻井过程中，为了提高钻速，延长钻头寿命，减少起下钻次数，减少钻头和钻铤的泥包，实现优快钻井，必须加入润滑剂以降低扭矩和泥饼的粘附系数。目前，钻井液润滑剂有多种多样，主要是以提高扭矩降低率为主的润滑剂，他们大多是以矿物油和植物油为基础油的乳状液型钻井液用润滑剂，另外还有一些钻井液润滑剂是单纯的表面活性剂的水溶液，加在钻井液中形成水包油的乳化钻井液，降低钻井液的表面张力。

常规钻井液的润滑剂中，常常加入脂肪酸、酸油或其他改性的废植物油酯提高钻井液的润滑性，加入这些脂肪酸、酸油或其他改性的废植物油酯虽然提高了钻井液的润滑性，但也常常给钻井液带来一系列的问题；一是发泡，二是改变了钻井液的碱性值，三是这些物质在钻井液中容易生成絮状物而堵塞钻井液筛网，四是他们本身经常发生氧化酸败从而使钻井液难于处理。所以本发明选用了白油和脂肪酸甲酯或油酸甲酯和多元酯来提高钻井液的润滑性。不仅不会发泡，而且不会改变钻井液的碱性值，也不会在钻井液中形成絮状物而糊住筛网；常规钻井液的润滑剂中不含抗磨剂和极压剂，其极压值大多在100-350N之间，当钻遇大斜度定向井，水平井，高密度深井，金刚石取芯时，常规的润滑剂润滑效率显著降低，必须加大使用量才能顺利钻进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种钻井液用高效润滑剂，能够提高钻井液的扭矩降低率，降低泥饼的粘附系数，并能够大大提高极压值，满足探井和开发井的需求。

为了解决上述问题，本发明提供了一种钻井液用高效润滑剂包括如下组份包括如下组份：10～40％的白油，30～70％的脂肪酸甲酯或油酸甲酯，5～20％的多元酯，2～8％的磷酸酯，1～6％的油性极压剂，0.5～2％的乳化剂OP-10和司盘S-80；所述百分比为重量百分比。

优选地，所述多元酯为季戊四醇的油酸酯；

所述油性极压剂为硼钼型极压剂。

本发明还提供了一种钻井液用高效润滑剂的制备方法，包括如下步骤：

1)按照如下组份将各种原材料称好备用：10～40％的白油，30～74％的脂肪酸甲酯或油酸甲酯，2～8％的磷酸酯，5～20％的多元酯，1～6％的油性极压剂，0.5～2％的乳化剂OP-10和0.5～2％的司盘S-80；所述百分比为重量百分比；

2)在反应釜中加入白油；

3)开启搅拌，依次加入脂肪酸甲酯或油酸甲酯、多元酯、磷酸酯、油性极压剂和乳化剂OP-10和司盘-80；

4)开启温度控制器；

5)升温到40～80℃，保温搅拌10～60分钟；

6)停止搅拌，降温，包装出料。

优选地，所述油性极压剂为磷钼型极压剂。

本发明具有如下优点：

1)本发明高效润滑剂不仅可以提高钻井液的润滑性，而且还可以提高钻井液的极压值，既适合普通钻井需要又适合高难度大斜度定向井和水平井的使用。

2)本发明高效润滑剂可以在钻具的表面生成坚固的油膜，有效的防止了钻具和岩石之间的干摩擦，避免了钻具的摩损，有效的降低泥浆的黏附系数。

3)本发明高效润滑剂的扭矩降在80％以上，极压值高达1274-1764N。

具体实施方式

实施例1

按照如下步骤制备润滑剂：

1)按照如下组份将各种原材料称好备用：13％的白油，63％的脂肪酸甲酯，10％的季戊四醇的油酸酯，6％的磷酸酯，6％的硼钼型极压剂，1％的乳化剂OP-10和1％司盘-80；这里的百分比为重量百分比。

2)在反应釜中加入白油；

3)开启搅拌，依次加入脂肪酸甲酯、季戊四醇的油酸酯、磷酸酯、硼钼型极压剂和乳化剂OP-10和司盘-80；

4)开启温度控制器；

5)升温到60℃，保温搅拌30分钟；

6)停止搅拌，包装出料。

经上述加工方法加工而成的高效润滑剂，其极压值在1764-1863N之间，在6％搬土泥浆中，加量1％时，其扭矩降是86％。(常规钻井液润滑剂扭矩降低率不超过70％，极压值在100-350N之间)此外，本发明还具有生物毒性无毒的特点。

常规的钻井液润滑剂虽然提高了钻井液的润滑性，但当钻遇大斜度定向井、水平井、高密度深井、金刚石取芯时，常规的润滑剂润滑效率显著降低，必须加大使用量才能顺利钻进。为了解决这一问题，必须加入极压抗磨剂才能顺利钻进。极压润滑剂有多种多样，主要是含硫、磷、氯、氮、硼，钼的有机极性化合物。这类化合物在较高的压力下能在金属表面形成比较牢固的化学膜，它比金属的熔点低，当金属因为摩擦节点受压而温度升高时，这层化学膜就熔化，生成光滑的表面，减少金属表面的摩擦和磨损。试验证明，含硫极压剂在高温高压的条件下容易生成硫化氢，不能在钻井液中使用，含氯型的有机极性化合物如氯化石蜡，氯化脂肪等不耐高温，因此，本发明选用了含磷抗磨剂、含硼钼的极压剂，从而解决了上述问题。

在本发明中，白油、脂肪酸甲酯或油酸甲酯和季戊四醇的油酸酯主要用于提高钻井液的润滑性，降低扭矩和泥饼的粘附系数，磷酸酯和油性极压剂主要用于提高钻井液的极压值。

实施例2

按照如下组份将各种原材料称好备用：40％的白油，30.5％的油酸甲酯，4％的磷酸酯，20％的季戊四醇的油酸酯，5％的硼钼型极压剂，0.5％的乳化剂和0.5％的司盘S-80；这里的百分比为重量百分比。其余步骤同实施例1。

经上述加工方法加工而成的高效润滑剂，其极压值是1470N，在6％搬土浆中，加量1％时，其扭矩降是88％。

实施例3

按照如下组份将各种原材料称好备用：10％的白油，70％的油酸甲酯，5％的季戊四醇的油酸酯，8％的磷酸酯，6％的硼钼型极压剂，0.5％的乳化剂OP-10和0.5％司盘-80；这里的百分比为重量百分比。其余步骤同实施例1。

经上述加工方法加工而成的高效润滑剂，其极压值是1813N，在6％搬土泥浆中，加量1％时，其扭矩降是87％。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种钻井液用高效润滑剂，包括如下组份：10～40％的白油，30～70％的脂肪酸甲酯或油酸甲酯，5～20％的多元酯，2～8％的磷酸酯，1～6％的油性极压剂，0.5～2％的乳化剂OP-10和0.5～2％的司盘S-80；所述百分比为重量百分比。

2.如权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，所述油性极压剂为磷钼型极压剂。

3.一种钻井液用高效润滑剂的制备方法，包括如下步骤：

1)按照如下组份将各种原材料称好备用：10～40％的白油，30～74％的脂肪酸甲酯或油酸甲酯，5～20％的多元酯，2～8％的磷酸酯，1～6％的油性极压剂，0.5～2％的乳化剂和0.5～2％的OP-10司盘-80；所述百分比为重量百分比。

2)在反应釜中加入白油；

3)开启搅拌，依次加入脂肪酸甲酯或油酸甲酯、多元酯、磷酸酯、油性极压剂和乳化剂OP-10和司盘S-80；

4)开启温度控制器；

5)升温到40～80℃，保温搅拌10～60分钟；

6)停止搅拌，包装出料。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述油性极压剂为磷钼型极压剂。