CN104194739A - 一种钻井液润滑剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种钻井液润滑剂及其制备方法，属于工业润滑剂技术领域。该润滑剂包括按照重量份数计的如下组分：地沟油80-100份、单丁二酰亚胺10-20份、纳米石墨粉5-10份、甲基丙烯酸异冰片酯8-12份、单乙醇胺9-15份、二甲基酰胺2-5份、过硫酸铵1-2份、结冷胶1-3份、蔗糖酯6-10份、消泡剂0.5-1份。本发明钻井液润滑剂制备方法简单可靠，以地沟油为原料，合理利用资源，安全环保；该钻井液润滑剂能显著降低滤饼粘附系数，预防压差卡钻，兼具有一定的乳化作用，与其他处理剂配伍性好，对泥浆流变性无不良影响，是一种打探井、斜井、资料井及生产井用的优良润滑剂，易于推广应用。

Description

一种钻井液润滑剂及其制备方法
技术领域
本发明属于工业润滑剂技术领域，具体涉及一种钻井液润滑剂及其制备方法。
背景技术
石油是深埋在地下的流体矿物。最初人们把自然界产生的油状液体矿物称石油，把可燃气体称天然气，把固态可燃油质矿物称沥青。随着对这些矿物研究的深入，认识到它们在组成上均属烃类化合物，在成因上互有联系，因此把它们统称为石油。
采油工程是把油、气在油井中从井底举升到井口的整个过程的工艺技术。油气的上升可以依靠地层的能量自喷，也可以依靠抽油泵、气举等人工增补的能量举出。各种有效的修井措施，能排除油井经常出现的结蜡、出水、出砂等故障，保证油井正常生产。水力压裂或酸化等增产措施，能提高因油层渗透率太低，或因钻井技术措施不当污染、损害油气层而降低的产能。对注入井来说，则是提高注入能力。
石油钻井作业中会发生各种各样的事故，其中以卡钻现象出现最为频繁。为了防止卡钻事故发生，现有技术中都是采用在钻井液中加入润滑剂来降低钻井液的粘附系数。现有的该类润滑剂产品成分单一，性能较差，且由于乳化剂的选择不合适，导致钻井液起泡，作业过程中须加入大量的消泡剂进行处理，这样则会引起钻井液粘度、切力升高，不利于钻井液现场维护，也不利于钻井作业的正常进行。因此如何克服现有技术的不足是目前工业润滑剂技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种钻井液润滑剂及其制备方法，该制备方法简单可靠，制得的钻井液润滑剂能显著降低滤饼粘附系数，预防压差卡钻。
本发明采用的技术方案如下：
一种钻井液润滑剂，包括按照重量份数计的如下组分：地沟油80-100份、单丁二酰亚胺10-20份、纳米石墨粉5-10份、甲基丙烯酸异冰片酯8-12份、单乙醇胺9-15份、二甲基酰胺2-5份、过硫酸铵1-2份、结冷胶1-3份、蔗糖酯6-10份、消泡剂0.5-1份。
本发明技术方案中所述的消泡剂为二甲基硅油。
本发明技术方案，进一步优选的是所述地沟油为劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油。
本发明技术方案，进一步优选的是所述的钻井液润滑剂，包括按照重量份数计的如下组分：地沟油90份、单丁二酰亚胺16份、纳米石墨粉8份、甲基丙烯酸异冰片酯11份、单乙醇胺13份、二甲基酰胺4份、过硫酸铵1.3份、结冷胶2份、蔗糖酯8份、消泡剂0.7份。
本发明还提供一种钻井液润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），将甲基丙烯酸异冰片酯和单乙醇胺加入二甲基酰胺中，同时缓慢加入过硫酸铵，于80-95℃下，搅拌反应0.5-1h，然后保温2-3h后，冷却，室温出料，得到高分子聚合物；
步骤（2），将步骤（1）得到的高分子聚合物加入到地沟油中，同时向其中加入结冷胶、蔗糖酯和消泡剂，于40-55℃下，搅拌10-20min，冷却至室温后，向其中加入单丁二酰亚胺和纳米石墨粉，搅拌至混合均匀后，即得到钻井液润滑剂。
本发明技术方案，进一步优选的是步骤（1）和步骤（2）中的搅拌速度为150-200r/min。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：（1）本发明钻井液润滑剂以地沟油为原料，合理利用资源，安全环保；（2）该钻井液润滑剂能显著降低滤饼粘附系数，预防压差卡钻，兼具有一定的乳化作用，与其他处理剂配伍性好，对泥浆流变性无不良影响，是一种打探井、斜井、资料井及生产井用的优良润滑剂；（3）本发明制备方法简单可靠，易于推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
一种钻井液润滑剂，包括按照重量份数计的如下组分：地沟油80份、单丁二酰亚胺10份、纳米石墨粉5份、甲基丙烯酸异冰片酯8份、单乙醇胺9份、二甲基酰胺2份、过硫酸铵1份、结冷胶1份、蔗糖酯6份、二甲基硅油0.5份。
上述钻井液润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），将甲基丙烯酸异冰片酯和单乙醇胺加入二甲基酰胺中，同时缓慢加入过硫酸铵，于80℃下，搅拌反应0.5h，然后保温2h后，冷却，室温出料，得到高分子聚合物；
步骤（2），将步骤（1）得到的高分子聚合物加入到地沟油中，同时向其中加入结冷胶、蔗糖酯和二甲基硅油，于40℃下，搅拌10min，冷却至室温后，向其中加入单丁二酰亚胺和纳米石墨粉，搅拌至混合均匀后，即得到钻井液润滑剂；其中步骤（1）和步骤（2）中的搅拌速度为150r/min。
实施例2
一种钻井液润滑剂，包括按照重量份数计的如下组分：地沟油100份、单丁二酰亚胺20份、纳米石墨粉10份、甲基丙烯酸异冰片酯12份、单乙醇胺15份、二甲基酰胺5份、过硫酸铵2份、结冷胶3份、蔗糖酯10份、二甲基硅油1份，其中所述地沟油为劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油。
上述钻井液润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），将甲基丙烯酸异冰片酯和单乙醇胺加入二甲基酰胺中，同时缓慢加入过硫酸铵，于95℃下，搅拌反应1h，然后保温3h后，冷却，室温出料，得到高分子聚合物；
步骤（2），将步骤（1）得到的高分子聚合物加入到地沟油中，同时向其中加入结冷胶、蔗糖酯和二甲基硅油，于55℃下，搅拌20min，冷却至室温后，向其中加入单丁二酰亚胺和纳米石墨粉，搅拌至混合均匀后，即得到钻井液润滑剂；其中步骤（1）和步骤（2）中的搅拌速度为200r/min。
实施例3
一种钻井液润滑剂，包括按照重量份数计的如下组分：地沟油90份、单丁二酰亚胺16份、纳米石墨粉8份、甲基丙烯酸异冰片酯11份、单乙醇胺13份、二甲基酰胺4份、过硫酸铵1.3份、结冷胶2份、蔗糖酯8份、消泡剂0.7份，其中所述地沟油为劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油。
上述钻井液润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），将甲基丙烯酸异冰片酯和单乙醇胺加入二甲基酰胺中，同时缓慢加入过硫酸铵，于88℃下，搅拌反应0.8h，然后保温2.5h后，冷却，室温出料，得到高分子聚合物；
步骤（2），将步骤（1）得到的高分子聚合物加入到地沟油中，同时向其中加入结冷胶、蔗糖酯和二甲基硅油，于48℃下，搅拌15min，冷却至室温后，向其中加入单丁二酰亚胺和纳米石墨粉，搅拌至混合均匀后，即得到钻井液润滑剂；其中步骤（1）和步骤（2）中的搅拌速度为180r/min。
对比例1
与实施例3的区别在于：将纳米石墨粉替换为普通石墨粉。具体如下：
一种钻井液润滑剂，包括按照重量份数计的如下组分：地沟油90份、单丁二酰亚胺16份、普通石墨粉8份、甲基丙烯酸异冰片酯11份、单乙醇胺13份、二甲基酰胺4份、过硫酸铵1.3份、结冷胶2份、蔗糖酯8份、消泡剂0.7份，其中所述地沟油为劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油。
上述钻井液润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），将甲基丙烯酸异冰片酯和单乙醇胺加入二甲基酰胺中，同时缓慢加入过硫酸铵，于88℃下，搅拌反应0.8h，然后保温2.5h后，冷却，室温出料，得到高分子聚合物；
步骤（2），将步骤（1）得到的高分子聚合物加入到地沟油中，同时向其中加入结冷胶、蔗糖酯和二甲基硅油，于48℃下，搅拌15min，冷却至室温后，向其中加入单丁二酰亚胺和普通石墨粉，搅拌至混合均匀后，即得到钻井液润滑剂；其中步骤（1）和步骤（2）中的搅拌速度为180r/min。
对比例2
与实施例3的区别在于：未加入结冷胶。具体如下：
一种钻井液润滑剂，包括按照重量份数计的如下组分：地沟油90份、单丁二酰亚胺16份、纳米石墨粉8份、甲基丙烯酸异冰片酯11份、单乙醇胺13份、二甲基酰胺4份、过硫酸铵1.3份、蔗糖酯8份、消泡剂0.7份，其中所述地沟油为劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油。
上述钻井液润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤（1），将甲基丙烯酸异冰片酯和单乙醇胺加入二甲基酰胺中，同时缓慢加入过硫酸铵，于88℃下，搅拌反应0.8h，然后保温2.5h后，冷却，室温出料，得到高分子聚合物；
步骤（2），将步骤（1）得到的高分子聚合物加入到地沟油中，同时向其中加入蔗糖酯和二甲基硅油，于48℃下，搅拌15min，冷却至室温后，向其中加入单丁二酰亚胺和纳米石墨粉，搅拌至混合均匀后，即得到钻井液润滑剂；其中步骤（1）和步骤（2）中的搅拌速度为180r/min。
对比例3
与实施例3的区别在于：未加入甲基丙烯酸异冰片酯、单乙醇胺、二甲基酰胺和过硫酸铵。具体如下：
一种钻井液润滑剂，包括按照重量份数计的如下组分：地沟油90份、单丁二酰亚胺16份、纳米石墨粉8份、结冷胶2份、蔗糖酯8份、消泡剂0.7份，其中所述地沟油为劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油。
上述钻井液润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
向地沟油中其中加入结冷胶、蔗糖酯和二甲基硅油，于48℃下，搅拌15min，冷却至室温后，向其中加入单丁二酰亚胺和纳米石墨粉，搅拌至混合均匀后，即得到钻井液润滑剂；其中步骤（1）和步骤（2）中的搅拌速度为180r/min。
性能检测
将1% 的本发明实施例1-3和对比例1-3所述制得的钻井液润滑剂加入淡水基浆中，分别在160℃下热滚16h 后测定其润滑性能的变化。所得实验结果见下表1所示。
。
由上表可见，实施例1至3所得成品均具有良好的润滑效果，可有效显著降低滤饼粘附系数，预防压差卡钻；而对比例的效果则不如实施例理想。实施例3为较优方案。
上述实施例仅是对本发明产品的说明，并非对本发明做出任何形式上的限制，在不脱离本发明的技术方案范围之内，任何利用上述揭示的技术内容作出简单变换的等同方案，均属本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种钻井液润滑剂，其特征在于包括按照重量份数计的如下组分：地沟油80-100份、单丁二酰亚胺10-20份、纳米石墨粉5-10份、甲基丙烯酸异冰片酯8-12份、单乙醇胺9-15份、二甲基酰胺2-5份、过硫酸铵1-2份、结冷胶1-3份、蔗糖酯6-10份、消泡剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的钻井液润滑剂，其特征在于所述的消泡剂为二甲基硅油。
3.根据权利要求1所述的钻井液润滑剂，其特征在于所述地沟油为劣质猪肉、猪内脏、猪皮加工以及提炼后产出的油。
4.根据权利要求1所述的钻井液润滑剂，其特征在于包括按照重量份数计的如下组分：地沟油90份、单丁二酰亚胺16份、纳米石墨粉8份、甲基丙烯酸异冰片酯11份、单乙醇胺13份、二甲基酰胺4份、过硫酸铵1.3份、结冷胶2份、蔗糖酯8份、消泡剂0.7份。
5.权利要求1所述的钻井液润滑剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤（1），将甲基丙烯酸异冰片酯和单乙醇胺加入二甲基酰胺中，同时缓慢加入过硫酸铵，于80-95℃下，搅拌反应0.5-1h，然后保温2-3h后，冷却，室温出料，得到高分子聚合物；
步骤（2），将步骤（1）得到的高分子聚合物加入到地沟油中，同时向其中加入结冷胶、蔗糖酯和消泡剂，于40-55℃下，搅拌10-20min，冷却至室温后，向其中加入单丁二酰亚胺和纳米石墨粉，搅拌至混合均匀后，即得到钻井液润滑剂。
6.根据权利要求5所述的钻井液润滑剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（2）中的搅拌速度为150-200r/min。
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