CN103013464B

CN103013464B - 一种钻井液用低荧光润滑剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103013464B
Application number: CN201210576756.1A
Authority: CN
Inventors: 张占山; 张学良; 张学军
Original assignee: HEBEI HUAYUN HONGYE CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: HEBEI HUAYUN HONGYE CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: CN103013464A

Abstract

本发明公开了一种钻井液用低荧光润滑剂及其制备方法，由下述重量百分比的物料制备：地沟油30%~70%、天然脂肪酸10%~30%、植物油10%~30%、油酸1%~10%、十二烷基苯磺酸1%~3%、聚乙烯醇1%~3%。其制备方法为首先按照配比准确称量物料，然后将其投入反应釜中，升温至40~60℃，恒温搅拌1~2小时即可。本发明聚合工艺简单、适用于工业生产；本发明钻井液用低荧光润滑剂性价比高、加量小、具有极佳的润滑性能，适用于各类型的水基泥浆体系，且无荧光污染，不干扰地质录井工作，不起泡、不糊筛，对其他钻井液性能无影响，不增粘，不增加失水。

Description

一种钻井液用低荧光润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种利用地沟油制备的钻井液用润滑剂及其制备方法。

背景技术

在石油钻井、完井作业中，钻头钻进、钻出时都会不可避免地产生各种摩擦。摩擦会导致钻头扭力过大，甚至会引起井壁不稳定、卡钻等事故，严重时会导致无法钻至目的层甚至会导致井报废，造成巨大的经济损失。因此，在钻井过程中常需在钻井液中添加润滑剂以降低钻井过程中的摩擦阻力，提高钻速，减少井下事故。目前，钻井液用润滑剂按其物质形态可分为液体润滑剂和固体润滑剂两大类。其中，液体润滑剂的主要原材料多为矿物油、原油、沥青等多芳香烃的有机物，荧光级别高，易影响地质录井，且不易生物降解，使用后对环境造成极度污染；此外，这些液体润滑剂在使用过程中往往会产生糊筛和起泡现象，不利于施工。

随着环保意识的增强，无毒可生物降解润滑剂的研发已成为热点，此类产品主要是不含芳香烃和双键的有机物，如以动物油和植物油为原料而制得的脂类有机物或矿物油类。CN 102093856A公开了一种石油钻井液用润滑剂及其制备工艺，其由多元醇胺混合物组成，酐醇与醇胺的质量比为1:1，合成脂肪酸的质量百分比为80～90%，多元醇胺混合物的质量百分比为20～10%。其制备工艺为按质量分数对混合物进行连续搅拌，搅拌时的温度为100℃～120℃，搅拌0.5～2.5小时。该工艺聚合温度高，实际生产耗能较大。CN1944570A公开了一种钻井液用低荧光润滑剂及其生产方法，将航空煤油50～90份、工业白油15～75份加入反应釜，用水套炉加热升温至70～90℃并搅拌30～60分钟，加入硫磺粉0. 5～2. 5份，搅拌并继续加温至90～100℃，再加入油酸3. 5～8. 5份，搅拌30～60分钟，温度降至70～80℃，加入3. 5～8. 5份聚氧乙烯醚和0. 5～2. 5份SP-80，搅拌30～60分钟即制得。该聚合工艺制备步骤繁琐，生产成本较高。

地沟油是餐厨废油的俗称，又称泔水油，是指餐馆、家庭厨房等加工食品时丢弃和排放的食用油脂。我国餐饮业的繁荣造就了大量地沟油的出现，然而地沟油的处理一直比较麻烦。CN 102504098A公开了一种利用地沟油制备木塑用润滑剂的方法，将质量百分比为5%~15%的丙烯酸溶于质量百分比为15%~45%的十二羟基硬脂酸中，加入反应釜中，加入质量百分比为0.5%~1.5%的催化剂，在N₂保护下，于100～150℃下反应2～6小时后，得到酯化产物；将质量百分比为20%~70%的地沟油与质量百分比为5%~20%的多乙烯多胺加入到所得酯化产物中，升温至100～200℃，加入质量百分比为0.5%~1.5%的引发剂，在N₂保护下，混合反应2～10小时，冷却至室温，得淡黄色油状液体，即为润滑剂产品。该方法聚合工艺复杂，制备步骤繁琐，不利于工业化生产。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种以地沟油为主要原料的高性价比、低荧光和毒性、易生物降解的钻井液用润滑剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种钻井液用低荧光润滑剂，由下述重量百分比的各物料制备而成：地沟油30～70%，天然脂肪酸10～30%，植物油10～30%，油酸1～10%，十二烷基苯磺酸1 ~ 3%，聚乙烯醇1 ~ 3%。

本发明的进一步改进在于：所述润滑剂的荧光级别≤5。

本发明的进一步改进在于：所述润滑剂的密度为0.80-0.95 g/cm³。

一种制备钻井液用低荧光润滑剂的方法，首先按配比准确称量物料，然后将其投入反应釜中；并将反应釜升温，同时打开釜内搅拌器，反应釜内温度达到40℃~60℃后再搅拌1-2小时，即得到淡黄色透明润滑剂。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：

本发明钻井液用低荧光润滑剂具有极佳的润滑性能，适用于各类型的水基泥浆体系，加入量小，加入0.5%~1%的本润滑剂即可满足润滑需要，使水基泥浆体系的润滑系数降低率≧85%；不起泡、不糊筛，对其他钻井液性能无影响，不增粘，不增加失水。

本发明钻井液用低荧光润滑剂以地沟油为主要原材料，天然脂肪酸、植物油、油酸为辅料，荧光和毒性均较低，荧光级别≦5，无荧光污染，不干扰地质录井工作，易于生物降解，通过水生生物测试，达到国际标准ASTM D6081-1998(2009)，且来源较广，性价比高。

本发明以地沟油作为主润滑剂，属于对餐饮废料的回收再次利用，有效改善了因地沟油排放而造成的环境污染问题，具有积极的社会意义；本发明以天然脂肪酸、植物油和油酸为全油基纯植物助剂，亦环保无污染；十二烷基苯磺酸和聚乙烯醇的加入使得上述几种物质发生聚合反应，进而使得几种原料充分反应混合，所制得的润滑剂稳定性好、不会产生分层现象。

本发明聚合温度温和，40~60℃时即可发生聚合反应，且制备步骤简单、所需设备条件简单，易于实施，利用工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细描述。

实施例1

首先将精确称量的70kg地沟油、10kg天然脂肪酸、10kg植物油、5kg油酸、3kg十二烷基苯磺酸、2kg聚乙烯醇投入反应釜中；然后升温至40℃搅拌2小时后出料。

实施例2

首先将精确称量的65kg地沟油、18kg天然脂肪酸、12kg植物油、2kg油酸、1.5kg十二烷基苯磺酸、1.5kg聚乙烯醇投入反应釜中；然后升温至50℃搅拌1小时后出料。

实施例3

首先将精确称量的40kg地沟油、30kg天然脂肪酸、16kg植物油、10kg油酸、1kg十二烷基苯磺酸、3kg聚乙烯醇投入反应釜中；然后升温至60℃搅拌1.5小时后出料。

实施例4

首先将精确称量的30kg地沟油、25kg天然脂肪酸、30kg植物油、10kg油酸、2.5kg十二烷基苯磺酸、2.5kg聚乙烯醇投入反应釜中；然后升温至54℃搅拌2小时后出料。

实施例5

首先将精确称量的50kg地沟油、26kg天然脂肪酸、20kg植物油、1kg油酸、2kg十二烷基苯磺酸、1kg聚乙烯醇投入反应釜中；然后升温至55℃搅拌1小时后出料。

实施例1~5所制备的钻井液用低荧光润滑剂的各项指标如表一所示。

表一钻井液用低荧光润滑剂性能指标

将实施例1~5所制备的钻井液用低荧光润滑剂加入到淡水基浆中，加入量按与淡水基浆的质量百分比计为1%，加入低荧光润滑剂后的淡水基浆的各项指标如表二所示。

表二加入低荧光润滑剂后的淡水基浆的各项指标

所述淡水基浆为：400ml蒸馏水+0.8g无水碳酸钠+20.0g二级膨润土。

评价参照标准为：Q/CNPC88-2003 钻井液用液体润滑剂技术要求。

Claims

1.一种钻井液用低荧光润滑剂，其特征在于：由下述重量百分比的物料制备：地沟油30％～70％，天然脂肪酸10％～30％，植物油10％～30％，油酸1％～10％，十二烷基苯磺酸1％～3％，聚乙烯醇1％～3％；

所述钻井液用低荧光润滑剂的制备方法为：首先按照配比准确称量物料，然后将其投入反应釜中；并将反应釜升温，同时打开釜内搅拌器，反应釜内温度达到40℃～60℃后再恒温搅拌1～2小时，得到淡黄色透明润滑剂；

所述润滑剂的荧光级别≤5，所述润滑剂的密度为0.80～0.95g/cm³。