CN1034082C - 多功能高效灭泡润滑乳及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种多功能高效灭泡润滑乳及其生产方法，采用复合液烃、脂肪酸盐、脂肪酸酯、低级醇和含氧酸盐为原料，按一定量比例。通过水套加热器，负压配料器，在一定温度、压力条件下进行A组反应。B组反应，然后进行复合反应而制成。本产品在轻水基钻井液泡沫中加入0.05%时其泡沫全部消除；在重水基钻井液泡沫中加入0.20%时其泡沫全部消除；在油田废水泡沫中加入0.02%时其泡沫全部消除；在水基钻井液中加入一定量时其滤饼粘滞系数降至0.1200～0.0090，具有灭泡速度快、彻底、抑制时间长和降低粘滞系数的特点，对迅速处理钻井液泡沫气浸，防止粘滞卡钻均起显著的作用。

Description

多功能高效灭泡润滑乳及其生产方法

本发明多功能高效灭泡润滑乳及其生产方法涉及石油钻井技术领域，适用于各种水基钻井液作为消泡、抑泡和润滑处理添加剂。

根据钻井液物理化学原理，钻井液起泡的根本原因是起泡活性分子被吸附于液——气界面定向排列引起表面能降低，由于钻井液中高液相粘度和高矿化度的存在，导致形成了液——气乳化稳定体系(泡沫)，这种钻井液泡沫给钻井工程带来泵输出功率降低，可使钻井水功率不足而引起钻速下降和井眼净化不良，并且这种泡沫还能降低井眼液柱压力，诱发井塌和井喷，对钻井工程有很大的危害，因此国家十分重视钻井液的消泡和抑泡技术。目前在钻井技术中使用的消泡剂有的由低碳烃基或中碳支链烃基与弱水化基团(或金属离子)构成各种酯化物、皂化物，有的由聚醚、硬脂酸铝构成，这些消泡剂均具有不同程度的消泡作用。但基本上是一些亲憎平衡值(H、L、B)较低的表面活性剂，存在的主要问题有：1、消泡效果差，用量大和消泡不彻底，稳定周期短；2、有强烈的刺激性、爆燃性和浓烈臭味，不符合环保安全要求；3、多数产品不均质，沉淀严重，有的还呈膏状，给使用带来困难，甚至无法使用，也给用户造成经济损失的情况。

本发明的目的是提供一种钻井液用多功能高效灭泡润滑乳及其生产方法，应用本方法生产的产品，广泛适用于各种水基钻井液，只需按一定量直接加入到钻井液中，就能够快速、彻底消除泡沫，达到降低钻井液滤饼粘滞系数，提高钻井速度和安全钻井的目的。

本发明多功能高效灭泡润滑乳及其生产方法的构思是以不同馏程的液烃(煤油、柴油)、脂肪酸盐(硬脂酸铝、锂基润滑脂)、脂肪酸酯(斯盘-80即山梨醇酐油酸脂)、低级醇和含氧酸盐(重铬酸钠、碳酸钠)和清水为原料，通过水套加热器，负压配料器，在反应釜(A)中，控制温度40℃左右，常压反应3～5小时形成A组生成物，在反应釜(B)中进行常温常压反应1～2小时形成B组生成物，然后在反应釜(A)中的A组生成物同B组生成物相混合，其控制温度在80～85℃，常压下进行复合反应1～2小时而制成。由图1该产品分三道工序完成：

1、液烃甲(煤油)按质量比(以下均按质量比)0.3500～0.4983的比例加入反应釜(A)，用水套加热器升温至不高于40℃，通过负压配料器加入0.0800～0.1661的比例的脂肪酸盐甲(硬脂酸铝)，控制反应釜(A)温度不高于40℃，常压下搅拌30～40分钟进行溶解，然后按顺序加入0.2500～0.4000比例的液烃乙(柴油)，加入0.0550～0.2000比例的脂肪酸盐乙(锂基润滑脂)，加入0.0200～0.0850比例的脂肪酸酯(斯盘-80即山梨醇酐油酸脂)，控制反应釜(A)的温度在80～85℃，常压搅拌2～4小时，经工序检验合格后进入下道工序。

2、在反应釜(B)中加入0.0500～0.1200比例的清水，常温常压搅拌，再按顺序加入0.0001～0.0003比例的含氧酸盐甲(重铬酸钠)，加入0.001～0.0025比例的含氧酸盐乙(碳酸钠)，加入0.0010～0.0020比例的乙醇进行搅拌，经工序检验合格后进入下道工序。

3、将反应釜(B)生成物泵入反应釜(A)，并与(A)生成物相混，控制反应釜(A)的温度80～85℃，常压搅拌0.5～1小时，即形成合格产品降至常温进行包装入库。

该产品的使用是在轻钻井液泡沫中加入0.05％时其泡沫全部消除；在重钻井液泡沫中加入0.20％时其泡沫全部消除；在油田废水泡沫中加入0.02％时其泡沫全部消除，本产品经测试自身粘滞系数接近零，钻井液中加入一定量时其滤饼粘滞系数可降至0.120～0.0090。

本发明的效果是：按协同作用原理，采用复合液烃为分散介质，加入脂肪酸盐和脂肪酸脂、低级醇、含氧酸盐进行复合反应而制得的复合型消泡剂：1、具有消泡、抑泡稳定周期长的优点，经现场在界25号井应用，从第一次到第三次使用本灭泡润滑乳间隔40余天，相隔20天加一次；又如在包31号井使用经钻井71天只加入两次就能达到灭泡的效果；2、具有灭泡速度快和用量少的特点，经现场使用即在灵6号井的钻井过程中发生气泡，加入本灭泡润滑乳后，在一个循环周内就消除了体系中的气泡，密度恢复率100％；又如在包32号井的钻井过程中发生井浆气浸后，在地面循环池内加入本灭泡润滑乳进行搅拌除气，即在6分钟内恢复至原密度的效果；以及在界25号井，全井用灭泡乳2吨，平均0.74kg/100M；在包31号井全井用灭泡乳0.8吨，平均0.2kg/100M；在包32号井全井用灭泡乳2.8吨，平均0.8kg/100M等低于现有消泡剂产品0.85～0.90kg/100M的用量；3、本产品含多种表面活性剂，能吸附于钻井液滤饼和金属表面，由于活性分子的柔顺性，使摩擦表面的摩阻减小，从而降低滤饼粘滞系数和金属间的摩擦力，能有效地防止粘滞卡钻和降低钻具摩耗；4、本产品有润湿反转作用，即可使金属亲水润湿转变为亲油润湿，能有效防止泥包钻头事故；5、本产品有改善钻井液胶团级配作用，能在一定程度内降低钻井滤失量的效果。

图1是多功能高效灭泡润滑乳及其生产方法的工艺流程示意图。

图2是图1中A组反应的工艺流程图。

图3是图1中B组反应的工艺流程图。

图4是图1中在反应釜(A)中，A生成物加上生成物B进行复合反应的工艺流程图。

图5是本发明的现场工艺流程图。

本发明的实施例是：生产1000kg多功能高效灭泡乳的工艺流程，原材料配方分三道工序完成合格产品计量包装出厂。

一、由图2，A组反应工艺步骤是：

1、选用普通煤油按最佳质量比0.3983的比例即398.3kg加入反应釜(A)中，用水套加热器循环加热升温至40℃；若环境温度等于或高于40℃时，则不循环加热；

2、选用工业纯一级硬酯酸铝，按最佳质量比0.0961的比例即96.1kg，通过负压配料器加入反应釜(A)，常压搅拌半小时；

3、按图2中3～5的序号在反应釜(A)中加入按最佳质量比0.2700的比例即270kg，0至-20号的柴油；按最佳质量比加入0.1099比例即109.9kg工业品三号锂基润滑脂；按最佳质量比加入0.0550的比例即55kg皂化值≤135KOH.mg/g，羟值≤90KOH.mg/g的斯盖-80。

4、控制反应釜(A)温度80～85℃，常压搅拌反应3小时；

5、工序检验合格后进入下道工序。

二、由图3，B组反应工艺步骤是：

1、在反应釜(B)中加入按最佳质量比0.0686的比例即68.6kg清水；

2、按最佳质量比0.0001的比例即0.1kg工业品一级重铬酸钠加入反应釜(B)，在常温常压下搅拌至全部溶解；

3、按最佳质量比0.0010的比例即1kg工业乙醇加入反应釜(B)，在常温常压下搅拌半小时进行反应；

4、按最佳质量比0.0018的比例即1.8kg工业品一级碳酸钠加入反应釜(B)，搅拌半小时进行反应；

5、工序检验合格后进入下道工序。

三、由图4，B组生成物加入A组生成物进行复合反应，其工艺步骤是：

1、将B组反应的生成物缓慢转入搅拌状态的反应釜(A)，使之与A组生成物混合；

2、控制反应釜(A)温度80～85℃，搅拌1小时，A生成物与B生成物充分复合反应即为成品。

3、经检验，成品技术指标达到外观呈灰黄色乳状流动液，密度0.83～0.869/cm³，PH值为7～8，静止灭泡时间≤150S，钻井液体积恢复当量≤15g/L。

4、合格成品泵入降温处理器，降至常温后进行计量包装入库。

Claims (2)

1、一种多功能高效灭泡润滑乳，其特征在于包括：

A组份中按质量比：

煤油∶硬脂酸铝∶柴油∶锂基润滑脂∶山梨醇酐油酸脂为0.3500～0.4983∶0.0800～0.1661∶0.2500～0.4000∶0.0550～0.2000∶0.0200～0.0850；

B组份中按质量比：

清水∶重铬酸钠∶碳酸钠∶乙醇为0.0500～0.1200∶0.0001～0.0003∶0.0010～0.0025∶0.0010～0.0020。

2、根据权利要求1所述的灭泡润滑乳产品的制备方法，其特征是：一、将煤油按质量比0.3500～0.4983加入反应釜A，用水套加热器升温至不高于40℃，通过负压配料器加入按质量比的硬脂酸铝0.0800～0.1661，控制反应釜A温度不高于40℃，常压下搅拌30～40分钟进行溶解，然后按顺序加入按质量比的柴油0.2500～0.4000，锂基润滑脂0.0550～0.2000，山梨醇酐油酸脂0.0200～0.0850控制反应釜A的温度在80～85℃，常压搅拌2～4小时；二、在反应釜B中加入按质量比的清水0.0500～0.1200，常温常压搅拌，再按按顺序加入按质量比的重铬酸钠0.0001～0.0003，碳酸钠0.0010～0.0025，乙醇0.0010～0.0020进行搅拌；三、将反应釜B生成物泵入反应釜A，并与A生成物相混，控制反应釜A的温度80～85℃，常压搅拌0.5～1小时即成。

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