CN104610934B - 一种固体润滑剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种固体润滑剂及其制备方法，包括以下重量百分比的组份：天然鳞片石墨粉70—78％、高分子聚合物5—10％、润湿剂15—20％、乳化剂1—2％。以天然鳞片石墨为基础原料研制出了钻井液用固体润滑剂，该润滑剂分散性好，稳定性强，抗高温，无荧光，对地质录井无任何影响，有效解决了水平井钻井过程中的润滑降扭矩降摩阻难题，扭矩、摩阻、泥饼润滑系数得到有效降低，加量3.0％时，扭矩平均降低率达到48.50％，摩阻平均降低率达到56.91％，润滑系数降低率平均达到59.2％。
Description
技术领域
本发明涉及一种水基钻井液用固体润滑剂及其制备方法，尤其是一种固体润滑剂及其制备方法。
背景技术
目前，国内油田随着开发时间的延长和开采量的增大，开发难度也越来越大，因而许多特殊工艺井(如深井、超深井、定向井、水平井和分支井等)得到广泛应用。而这些特殊工艺对钻井液性能提出了更高的要求，尤其是针对长庆分支水平井大斜度井段、长水平段(气井水平段钻达2606m，油井水平段钻达1505m)润滑防卡问题，加上储层地质特征水平段穿越大段碳质泥岩，引起钻具与井壁的摩阻、扭矩大幅增加，润滑剂消耗剧增，导致钻井液成本快速上升。液体润滑剂由于润滑系数降低率有限，易引起钻井液体系发泡，影响正常钻进，抗温性不足，通常液体润滑剂在120℃就会失效等不利因素，影响了在国内油田的大规模推广应用。而固体润滑剂能够在两接触面之间产生物理分离，其作用是在摩擦表面上形成一种隔离润滑薄膜，从而达到减小摩擦、防止磨损的目的。多数固体类润滑剂类似于细小滚珠，可以存在于钻柱与井壁之间，将滑动摩擦转化为滚动摩擦，从而可大幅度降低扭矩和阻力。固体润滑剂在减少带有加硬层工具接头的磨损方面尤其有效，还特别有利于下尾管、下套管和旋转套管。固体类润滑剂的热稳定性，化学稳定性和防腐蚀能力等良好，适于在高温、大斜度井段和长水平段使用，因此迫切需要开发低成本高润滑性抗高温的固体润滑剂。
鳞片石墨粉作为润滑剂具有抗高温、无荧光、降摩阻效果明显、加量小、对钻井液性能无不良影响等特点。鳞片石墨粉无毒、无腐蚀性，在高浓度下不会阻塞泥浆马达；即使在高剪切速率下，它也不会在钻井液中发生明显的分散。此外，它不会影响钻井液的动切力和静切力，与各种纤维质和矿物混合物具有良好的配伍性。石墨的独特结构使其能够用于各种钻井液中，具有降低扭矩、摩阻和减少磨损的作用。
我国石墨矿产资源丰富，且价格便宜，为研发低成本高润滑性固体润滑剂提供了一条有效的、全新的途径。例如，中国专利号“CN101463288”公开了一种石墨基粘结固体润滑剂，公开日为2009年06月24日，润滑剂组成为：聚酰胺酰亚胺、石墨、二硫化钼、稀土氟化物、金属氧化物、γ-环氧丙氧丙基三甲基硅烷、混合有机溶剂。润滑剂制备的涂层具有良好的高温润滑性和抗磨性，能在250℃下长期使用；同时在中高温润滑油环境下具有良好的抗磨减性能，可起到表面防护、减少磨损和降低摩擦系数，延长部件使用寿命的作用。再如，中国专利号“CN1624090”公开了一种钛酸钾晶须增强型固体润滑剂，公开日为2005年06月08日，本发明涉及一种复合型粘结固体润滑剂，适用于零部件的跑合、无油润滑，高/低温等场合。其由固体润滑剂，有机粘结剂，稀释剂，增强剂，抗氧化剂组成的，其中固体润滑剂含量为6-30％，由石墨和MoS2以1∶1的比例复合而成，有机粘接剂和稀释剂的含量为45-90％，增强剂钛酸钾晶须的含量为1-20％，抗氧化剂为2-5％。钛酸钾晶须作为添加剂提高了材料的强度和耐热性，增强了固体润滑膜与基体间的附着力，使其抗剪切强度提高0.5-3倍，在固体润滑膜内部起到类似于混凝土结构中的钢筋的作用，增强了固体润滑膜和基体的结合强度，从而使其耐磨寿命大幅提高；并且使用温度范围提高到500℃。
然而，上述专利技术制备的固体润滑剂是针对降低一般机械零部件界面摩擦而研制出来的，并不适用于解决石油钻进过程中的润滑减阻问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种对鳞片石墨进行改性，以提高水对石墨的润湿性和分散性，改性后的鳞片石墨能够均匀的分散在水溶液中，既有效解决了水平井钻井过程中的润滑降扭矩降摩阻难题，又能降低固体润滑剂制备成本，兼有降低钻井液滤失量和保护储层的作用的固体润滑剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种固体润滑剂，包括以下重量百分比的组份：天然鳞片石墨粉70—78％、高分子聚合物5—10％、润湿剂15—20％、乳化剂1—2％。
所述的天然鳞片石墨粉的重量百分比为75％。
所述的高分子聚合物的重量百分比为7％。
所述润湿剂的重量百分比为17％。
所述的天然鳞片石墨粉的粉末半径为500-800目。
所述的高分子聚合物为羧甲基纤维素。
所述的润湿剂为磺化油。
所述的乳化剂是十二烷基三甲基溴化铵。
一种固体润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
a、对天然鳞片石墨使用粉碎机，粉碎时间为30—45分钟，500-800目的滤网过滤，即得天然鳞片石墨粉；
b、在密闭反应釜中加入步骤a中经过粉碎后的重量百分比为70—78％天然鳞片石墨粉，再加入重量百分比为5—10％的高分子聚合物，搅拌10—20分钟；
c、向步骤b中的密闭反应釜中分别加入重量百分比为15—20％的润湿剂和1—2％的乳化剂，并搅拌20—30分钟，搅拌均匀；
d、在90℃—100℃，搅拌条件下烘2个小时，即制得固体润滑剂。
本发明采用上述技术方案，具有以下优点：
一、本发明以天然鳞片石墨为基础原料研制出了钻井液用固体润滑剂，该润滑剂分散性好，稳定性强，抗高温，无荧光，对地质录井无任何影响，有效解决了水平井钻井过程中的润滑降扭矩降摩阻难题，经济效益显著，值得推广应用。
二、本发明润滑降扭矩降摩阻效果明显。现场钻井液加入固体润滑剂后，扭矩、摩阻、泥饼润滑系数得到有效降低，加量3.0％时，扭矩平均降低率达到48.50％，摩阻平均降低率达到56.91％，润滑系数降低率平均达到59.2％。
三、本发明与现场钻井液配伍性良好。加入后现场钻井液无分层、结块现象。现场钻井液除了润滑性能得到改善以外，流变性能稳定，没有出现异常变化现象。
四、本发明无荧光不影响地质录井。由于无荧光，对地质录井无任何影响，保持了岩屑真实性。
五、本发明利于降低钻井液滤失量。鳞片石墨粉吸附在井壁后，可以封闭井壁的微孔隙，形成致密泥饼，降低钻井液滤失量。
六、该固体润滑剂利于储层保护。可应用于分支水平井、超长水平井、储气库井等，能起到良好的润滑减阻作用。
附图说明
图1是本发明的改性石墨一水分散体系沉降体积与沉降时间的关系图；
图2是本发明的石墨润滑剂摩擦系数分析图；
图3是本发明石墨润滑剂降扭矩效果分析图。
具体实施方式
下面实施例进一步对一种固体润滑剂及其制备方法进行详细的说明。
实施例1
一种固体润滑剂，包括以下重量百分比的组份：天然鳞片石墨粉70—78％、高分子聚合物5—10％、润湿剂15—20％、乳化剂1—2％。
一种固体润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
a、对天然鳞片石墨使用粉碎机，粉碎时间为30—45分钟，500-800目的滤网过滤，即得天然鳞片石墨粉；
b、在密闭反应釜中加入步骤a中经过粉碎后的重量百分比为70—78％天然鳞片石墨粉，再加入重量百分比为5—10％的高分子聚合物，搅拌10—20分钟；
c、向步骤b中的密闭反应釜中分别加入重量百分比为15—20％的润湿剂和1—2％的乳化剂，并搅拌20—30分钟，搅拌均匀；
d、在90℃—100℃，搅拌条件下烘2个小时，即制得固体润滑剂。
本发明采用上述的配方和制备方法，制得的固体润滑剂以天然鳞片石墨为基础原料研制出了钻井液用固体润滑剂，该润滑剂分散性好，稳定性强，抗高温，无荧光，对地质录井无任何影响，有效解决了水平井钻井过程中的润滑降扭矩降摩阻难题，扭矩、摩阻、泥饼润滑系数得到有效降低，加量3.0％时，扭矩平均降低率达到48.50％，摩阻平均降低率达到56.91％，润滑系数降低率平均达到59.2％。
实施例2
一种固体润滑剂，包括以下重量百分比的组份：天然鳞片石墨粉75％、羧甲基纤维素(CMC)5％、磺化油18％、十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)2％。
一种固体润滑剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、对天然鳞片石墨使用粉碎机，粉碎时间为30—45分钟，500目的滤网过滤，即得天然鳞片石墨粉；
b、在密闭反应釜中加入步骤a中经过粉碎后的重量百分比为75％的天然鳞片石墨粉，再加入重量百分比为5％羧甲基纤维素，搅拌10—20分钟；
c、向步骤b中的密闭反应釜中分别加入重量百分比为18％的磺化油、2％的十二烷基三甲基溴化铵，并搅拌20—30分钟，搅拌均匀；
d、在90℃—100℃，搅拌条件下烘2个小时，即制得固体润滑剂。
固体润滑剂的测试试验
测试1：实施例2固体润滑剂样品的分散性测定
沉降实验是检验石墨在液相中分散性好坏的简单可靠的方法。当浆料分散较差时，固体颗粒易团聚成大颗粒，并快速沉降且沉降体积大，而当浆料分散较好时，固体颗粒不易团聚，独自缓慢沉降，浆料沉降速度慢，沉降体积小。对于石墨疏水性决定了其在水中难于分散，为了使其在水中具有良好的分散性，关键是改变其与水的润湿性能。
如图1为改性石墨一水分散体系的沉降体积与沉降时间的关系。从图中可以看出：随着表面活性剂含量的增大，石墨-水分散体系的稳定性越好，从两种不同的表面活性剂与CMC的复配结果可以看出，DTB为分散效果最佳的一种分散剂。
实施例3
一种固体润滑剂，包括以下重量百分比的组份：天然鳞片石墨粉75％、羧甲基纤维素(CMC)6％、磺化油17％、十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)2％。
一种固体润滑剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、对天然鳞片石墨使用粉碎机，粉碎时间为30—45分钟，500目的滤网过滤，即得天然鳞片石墨粉；
b、在密闭反应釜中加入步骤a中经过粉碎后的重量百分比为75％的天然鳞片石墨粉，再加入重量百分比为6％羧甲基纤维素，搅拌10—20分钟；
c、向步骤b中的密闭反应釜中分别加入重量百分比为17％的磺化油、2％的十二烷基三甲基溴化铵，并搅拌20—30分钟，搅拌均匀；
d、在90℃—100℃，搅拌条件下烘2个小时，即制得固体润滑剂。
测试2：实施例3固体润滑剂润滑减阻性能评价
1、EP-B型润滑仪测定固体润滑剂润滑系数测定
采用润滑系数较高摩阻大的细分散土浆作为基浆，基浆配方：3000ml水+0.3％NaCO3+6％膨润土(新疆夏子街)水化24小时。基浆中加入不同浓度的改性石墨，开展了润滑性评价试验，具体结果如表1所示：
表1改性石墨润滑系数测定实验数据
注：1.清水矫正值为：32
从表1可以看出随着固体润滑剂含量的增大，体系的润滑系数降低率越大，当石墨润滑剂含量达到2.5％-3.0％，体系的润滑系数降低率达到了50％以上，考虑到现场施工要求，2.5％-3.0％为改性石墨润滑剂的最佳加入量。
2、模拟地层条件石墨性能评价试验
采用DLA-II型钻井液润滑性分析仪，选用润滑系数较高摩阻大的细分散土浆作为基浆，基浆中加入不同浓度的改性石墨润滑剂，开展了润滑性评价试验，具体结果如表2和表3所示：
表2改性石墨摩擦系数测定实验数据
表3改性石墨扭矩测定实验数据
由图2-3可知，细分散体系中改性石墨固体润滑剂加量为2.5％-3.0％时,降扭矩降摩阻效果最佳。随着侧向力的增大，降扭矩降摩阻效果变差。
实施例4
一种固体润滑剂，包括以下重量百分比的组份：天然鳞片石墨粉78％、羧甲基纤维素(CMC)5％、磺化油15％、十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)2％。
一种固体润滑剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、对天然鳞片石墨使用粉碎机，粉碎时间为30—45分钟，500目的滤网过滤，即得天然鳞片石墨粉；
b、在密闭反应釜中加入步骤a中经过粉碎后的重量百分比为78％的天然鳞片石墨粉，再加入重量百分比为5％羧甲基纤维素，搅拌10—20分钟；
c、向步骤b中的密闭反应釜中分别加入重量百分比为15％的磺化油、2％的十二烷基三甲基溴化铵，并搅拌20—30分钟，搅拌均匀；
d、在90℃—100℃，搅拌条件下烘2个小时，即制得固体润滑剂。
测试3：实施例4固体润滑剂降滤失效果评价
为了最大化的减少对储层的伤害，降低钻井液滤液对地层的侵入，应将钻井液的失水控制到尽可能的低。固体润滑剂具有降滤失的功能；以4％膨润土浆为基浆进行评价。测试各实验浆90℃/16h热滚前后的流变性及滤失性，以热滚后的API滤失量及滤饼质量为主要评价指标。性能如表4：
表4固体润滑剂降滤失性能对比
在90℃下热滚16h，热滚后的性能如表5：
表5热滚后固体润滑剂降滤失性能对比
对比各实验热滚前后滤失量可见，随着固体润滑剂加量越大，降滤失效果最越好，90℃下热滚16h后，流变性能和滤失量变化不大，说明固体润滑剂抗温效果好。
实施例5
一种固体润滑剂，包括以下重量百分比的组份：天然鳞片石墨粉70％、羧甲基纤维素10％、磺化油18％、十二烷基三甲基溴化铵2％。
一种固体润滑剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、对天然鳞片石墨使用粉碎机，粉碎时间为30—45分钟，500目的滤网过滤，即得天然鳞片石墨粉；
b、在密闭反应釜中加入步骤a中经过粉碎后的重量百分比为70％的天然鳞片石墨粉，再加入重量百分比为10％羧甲基纤维素，搅拌10—20分钟；
c、向步骤b中的密闭反应釜中分别加入重量百分比为18％的磺化油、2％的十二烷基三甲基溴化铵，并搅拌20—30分钟，搅拌均匀；
d、在90℃—100℃，搅拌条件下烘2个小时，即制得固体润滑剂。
测试4：实施例5固体润滑剂储层保护效果评价。
为了验证固体油润滑剂对储层保护的影响，从现场取回钻井液样品，加入固体润滑剂充分搅拌后，进行了室内岩心伤害评价，实验结果见表6。
表6现场钻井液的岩心伤害数据
注：伤害条件压差3.5Mpa,时间2.5hr,温度90℃；
Kg1和Kg2分别代表伤害前后的气体渗透率。
从表6中数据可以看出，现场钻井液加入该固体润滑剂后，钻井液对储层岩心的伤害率都很低，在6.50％—14.37％范围，都属于低伤害。数据表明该固体润滑剂不影响钻井液的保护储层功能。
实施例6
一种固体润滑剂，包括以下重量百分比的组份：天然鳞片石墨粉73％、羧甲基纤维素(CMC)6％、磺化油20％、十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)1％。
一种固体润滑剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、对天然鳞片石墨使用粉碎机，粉碎时间为30—45分钟，500目的滤网过滤，即得天然鳞片石墨粉；
b、在密闭反应釜中加入步骤a中经过粉碎后的重量百分比为73％的天然鳞片石墨粉，再加入重量百分比为6％羧甲基纤维素，搅拌10—20分钟；
c、向步骤b中的密闭反应釜中分别加入重量百分比为20％的磺化油、1％的十二烷基三甲基溴化铵，并搅拌20—30分钟，搅拌均匀；
d、在90℃—100℃，搅拌条件下烘2个小时，即制得固体润滑剂。
测试5：实施例6固体润滑剂储层保护效果评价。
为了验证固体油润滑剂对储层保护的影响，从现场取回钻井液样品，加入固体润滑剂充分搅拌后，进行了室内岩心伤害评价，实验结果见表6。
表6现场钻井液的岩心伤害数据
注：伤害条件压差3.5Mpa,时间2.5hr,温度90℃；
Kg1和Kg2分别代表伤害前后的气体渗透率。
从表6中数据可以看出，现场钻井液加入该固体润滑剂后，钻井液对储层岩心的伤害率都很低，在6.50％—14.37％范围，都属于低伤害。数据表明该固体润滑剂不影响钻井液的保护储层功能。
固体润滑剂的各项性能指标
| 项目 | 测得的数据及性能 |
| 外观 | 灰色或棕黑色固体 |
| 挥发份，％ | 8.0 |
| 密度，g/cm3 | 1.63 |
| 润滑系数降低率，％ | 59.2 |
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种固体润滑剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组份：天然鳞片石墨粉75％、羧甲基纤维素5％、磺化油18％、十二烷基三甲基溴化铵2％；
该固体润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
a、对天然鳞片石墨使用粉碎机，粉碎时间为30—45分钟，500-800目的滤网过滤，即得天然鳞片石墨粉；
b、在密闭反应釜中加入步骤a中经过粉碎后的重量百分比为75％天然鳞片石墨粉，再加入重量百分比为5％的羧甲基纤维素，搅拌10—20分钟；
c、向步骤b中的密闭反应釜中分别加入重量百分比为18％的磺化油和2％的十二烷基三甲基溴化铵，并搅拌20—30分钟，搅拌均匀；
d、在90℃—100℃，搅拌条件下烘2个小时，即制得固体润滑剂。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1257084A1 (ru) * | 1985-01-07 | 1986-09-15 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро По Комплексной Переработке Минерального Сырья С Опытным Производством Ан Азсср | Смазочный состав дл глинистых буровых растворов |
| CN101948677A (zh) * | 2010-09-07 | 2011-01-19 | 四川正蓉实业有限公司 | 用于钻井液的无荧光石墨润滑剂 |
| CN102199417A (zh) * | 2010-03-23 | 2011-09-28 | 张以河 | 一种基于化工副产物制备钻井用矿物复合固体润滑剂技术 |
| CN102277140A (zh) * | 2011-03-28 | 2011-12-14 | 河北永达化工有限公司 | 钻井液用多功能固体润滑剂 |
| CN103666410A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-03-26 | 河南海洋化工有限公司 | 钻井液用润滑剂及其制备方法 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1257084A1 (ru) * | 1985-01-07 | 1986-09-15 | Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро По Комплексной Переработке Минерального Сырья С Опытным Производством Ан Азсср | Смазочный состав дл глинистых буровых растворов |
| CN102199417A (zh) * | 2010-03-23 | 2011-09-28 | 张以河 | 一种基于化工副产物制备钻井用矿物复合固体润滑剂技术 |
| CN101948677A (zh) * | 2010-09-07 | 2011-01-19 | 四川正蓉实业有限公司 | 用于钻井液的无荧光石墨润滑剂 |
| CN102277140A (zh) * | 2011-03-28 | 2011-12-14 | 河北永达化工有限公司 | 钻井液用多功能固体润滑剂 |
| CN103980866A (zh) * | 2013-02-08 | 2014-08-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种钻井液用石墨润滑剂及其制备方法 |
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