CN113136178A - 润滑剂及润滑剂的制备方法、钻井液及钻井液的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种润滑剂及润滑剂的制备方法、钻井液及钻井液的制备方法，润滑剂的原料组成包括：薄荷醇晶体、黄原胶、纳米二氧化硅和表面活性剂。钻井液的原料组成包括水、膨润土、碳酸钠、氢氧化钠、包被剂、降滤失剂、封堵剂、润滑剂和加重剂；所述润滑剂为上述的一种润滑剂，或权上述的一种润滑剂的制备方法制备的润滑剂。本发明提供的润滑剂能够提高水基钻井液体系的润滑性能，减少钻井过程中发生的下钻遇阻、卡钻等一系列事故，节约钻井周期；同时满足相关环保要求，绿色并对环境友好。

Description

润滑剂及润滑剂的制备方法、钻井液及钻井液的制备方法

技术领域

本发明涉及油气钻探技术领域，具体涉及钻井液技术领域，更具体涉及一种润滑剂及润滑剂的制备方法、钻井液及钻井液的制备方法。

背景技术

近年来，随着地下浅层的石油储量日益减少，大位移长水平段井、定向井、从式井及超深井等复杂工艺井的钻探比重不断增大，普通水基钻井液体系的润滑性能难以满足需求。特别是在深井和大位移井的钻探过程中，由于井下钻具和井壁的高摩阻，往往容易出现起下钻遇阻、卡钻等复杂事故，同时井下高摩阻，还会带来高扭矩，高环空循环压耗，从而极大浪费钻机的能耗，减少钻头破岩的效率。相较于油基钻井液来说，水基钻井液具有环保、成本低等优点，是当前也是未来的主要应用的钻井液体系，但其润滑性能较差，严重制约了其在大位移井、水平井等复杂结构井的推广与使用。通过向水基钻井液中加入润滑剂，可显著提升体系的润滑性能。润滑剂分子可以吸附在钻具与井壁、钻具与套管之间，大大地降低摩擦、减小扭矩及摩阻。

常规润滑剂往往存在与钻井液体系不配伍的问题，特别是在高密度钻井液中易造成体系黏度增大，影响体系的流变性；此外抗磨、抗温性能也较差。同时，常规润滑剂还易导致钻井液起泡，产生安全隐患。

此外，随着润滑产品的大量使用，润滑油(剂)在使用过程中，仍有接近10％的润滑剂由于拆装、运输、机器运转等原因，流入到环境中对环境造成了污染和破坏，仅欧盟国家每年就大约有其润滑产品消耗量的13％的润滑油由于各种原因流入到环境中并造成污染。早期的如以矿物油、沥青为主要成分的润滑油、润滑剂已逐渐被淘汰。

因此，急需一种既能满足提升钻井液润滑性能，并且不破坏钻井液体系其它性能，又较为环保的高性能钻井液润滑剂。

发明内容

基于上述技术背景，本发明提供了解决上述问题的一种润滑剂的制备方法、钻井液及钻井液的制备方法，提供的润滑剂能够提高水基钻井液体系的润滑性能，减少钻井过程中发生的下钻遇阻、卡钻等一系列事故，节约钻井周期；同时满足相关环保要求，绿色并对环境友好。

本发明通过下述技术方案实现：

一种润滑剂，原料组成包括：薄荷醇晶体、黄原胶、纳米二氧化硅和表面活性剂。

本发明充分利用薄荷醇具有蒸发冷却的特性、以及黄原胶的增稠、润滑、高温稳定性能等因素，且薄荷醇和黄原胶可生物降解；同时利用表面活性剂作为反应增强剂，与纳米颗粒一起使用，可以使纳米颗粒在水溶液中均匀分布，从而获得一种具有良好润滑、高温稳定性和抑制性的润滑剂。

薄荷醇可购自山东丰泰生物科技有限公司，型号为FT11。其为无色针状结晶或粒状，以游离和酯的状态存在，溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯。

黄原胶可购自山东化工产品有限公司。黄原胶又称黄胶、汉生胶，是一种由黄单胞杆菌发酵产生的细胞外酸性杂多糖。是由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸按2:2:1组成的多糖类高分子化合物，相对分子质量在100万以上。黄原胶的二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕，通过氢键维系形成棒状双螺旋结构。

纳米二氧化硅可购自北京德科岛金科技有限公司，型号为DK系列。纳米二氧化硅产品为白色粉末，具有颗粒尺寸小、微孔多、比表面积大、表面羟基含量高、化学稳定性好、耐高温等优点，同时经过特殊工艺，可使得其具有亲水或亲油的特性。

进一步优选，按重量份计，原料组成包括：0.1-0.4重量份的薄荷醇晶体、0.3-0.8重量份的黄原胶、2-10重量份的纳米二氧化硅、0.3-0.8重量份的表面活性剂。

为使薄荷醇、纳米二氧化硅、黄原胶、十二烷基苯磺酸钠之间尽可能的进行协同，以尽可能的对纳米二氧化硅粒子进行改性，从而得到性能优良的绿色环境友好型润滑剂，优选按重量份计原料组成包括：0.1-0.4重量份的薄荷醇晶体、0.3-0.8重量份的黄原胶、2-10重量份的纳米二氧化硅、0.3-0.8重量份的表面活性剂。更优选为，按重量份计原料组成包括：0.1-0.2重量份的薄荷醇晶体、0.3-0.6重量份的黄原胶、2-6重量份的纳米二氧化硅、0.3-0.6重量份的表面活性剂。

进一步优选，所述表面活性剂采用阴离子表面活性剂。

进一步优选，所述表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠。

十二烷基苯磺酸钠可购自上海彤源化工有限公司，型号为25155。十二烷基苯磺酸钠，白色或淡黄色粉状或片状固体，难挥发，易溶于水，溶于水而成半透明溶液，同时易与各种助剂复配，成本较低，是非常出色的阴离子表面活性剂。

进一步优选，所述纳米二氧化硅颗粒平均粒径为1500nm-2000nm，更优选为1907nm。

一种润滑剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将薄荷醇晶体与黄原胶加入水中，经搅拌加热溶解，获得溶液；

步骤2：将纳米二氧化硅加入步骤1制备的溶液中，超声分散，获得分散液；

步骤3：将表面活性剂加入步骤2制备的分散液中，搅拌加热，获得润滑剂。

进一步优选，所述步骤1中，加热至70℃-80℃。优选地，将设定重量份的薄荷醇晶体与黄原胶加入去离子水中，在恒温磁力搅拌器上溶解，搅拌加热至70℃-80℃，保持10min-20min；搅拌转速优选如800r/min。薄荷醇晶体采用粉末状。

进一步优选，所述步骤2中，超声处理过程中，保证分散器钛合金探针浸没在距离最上层流体层四分之三的高度，探针发出振动波来激发粒子，从而产生压力差。

将设定重量份的纳米二氧化硅加入到步骤1所制得溶液中，将该混合物在超声分散器中持续分散一定时间(如0.5h-1h。在超声处理过程中，保证分散器钛合金探针浸没在距离最上层流体层四分之三的高度，探针发出振动波来激发粒子，从而产生压力差。由于这种压力差，探针下方的颗粒会经历一定频率的收缩和膨胀，这种机制将大颗粒分解成小颗粒，并在样品溶液中均匀分散。超声分散器输入功率优选如240V，超声频率优选如40kHz。

此外，对于步骤3，具体操作方法例如：将设定重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到步骤2所制得溶液中，在恒温磁力搅拌器上溶解，搅拌加热至70℃-80℃，保持10min-20min；转速优选为800r/min。

一种钻井液，包括水、膨润土、碳酸钠、氢氧化钠、包被剂、降滤失剂、封堵剂、润滑剂和加重剂；所述润滑剂为上述的一种润滑剂，或权上述的一种润滑剂的制备方法制备的润滑剂。所提供的钻井液的密度优选为1.12g/cm³-1.45g/cm³。

膨润土优选购自灵寿县点金矿产品加工厂，型号为P-001；主要成分是二氧化硅、三氧化二铝，还含有少量三氧化二铁、氧化钙等，具有很强的吸湿性，可以吸收相当于其自身体积8-20倍的水，并可以膨胀至30倍，它可以以胶体悬浮液的形式分散在水性介质中，具有一定的粘度，触变性和润滑性。

碳酸钠优选购自上海市豹顺化工科技有限公司；碳酸钠俗名苏打、纯碱，常温下为白色无气味的粉末或颗粒。

氢氧化钠优选购自成都市科隆化学品有限公司，型号为1310；用于调节钻井液的pH。

包被剂优选为包被剂FA-367；优选购自民权东兴泥浆材料有限公司，型号为FA-367；由于该产品将阴、阳、非离子基团引在同一个分子链上，与阴离子型多元共聚物相比，由于分子中含有阳离子基团，具有良好的防塌和抑制粘土水化分散能力，在抗温方面，其性能也有所提高。适用于阴离子和阳离子型钻井液体系，与其他阴阳离子型处理剂均有良好的配伍性。该产品用于钻井液主要起抑制岩屑分散和增加钻井液粘度的作用，其包被抑制能力相当强，因而具有较强的抗岩粉污染的容载能力，受岩粉污染后净化处理容易，可以减少体系中的亚微米颗粒含量，有利于提高机械钻速和保护产层。

降滤失剂优选为高效抗温降滤失剂KJ-1、磺甲基酚醛树脂SMP-3和/或乙烯基单体多元共聚物PAC141中的一种或几种。进一步优选为高效抗温降滤失剂KJ-1，优选购自民权东兴泥浆材料有限公司，型号为KJ-1；KJ-1产品是一种天然高分子物质，通过改性，加入强吸水性的亲水基团，使它具有良好的抗盐能力，其拥有降失水效果好、体系适应性强、泥浆易维护处理、成本低等优点。

封堵剂优选为阳离子乳化沥青YK-H、复合离子型吸水树脂和/或氯化钾中的一种或几种；进一步优选为阳离子乳化沥青YK-H。

加重剂优选为重晶石、四氧化三锰和/或钛铁矿粉中的一种或几种。进一步优选为为重晶石，可以购自石家庄鑫汇矿产品有限公司，型号为XH18；重晶石粉，又称硫酸钡粉，化学组成为BaSO4，其化学性质稳定，不溶于水和盐酸，无磁性和毒性。重晶石晶体属正交(斜方)晶系的硫酸盐矿物。常呈厚板状或柱状晶体，多为致密块状或板状、粒状集合体。质纯时无色透明，含杂质时被染成各种颜色，条痕白色，玻璃光泽，透明至半透明。摩氏硬度3-3.5，比重4.0-4.6。鉴定特征：板状晶体，硬度小，近直角相交的完全解理，密度大，遇盐酸不起泡，并以此与相似的方解石相区别，纯重晶石显白色、有光泽，由于杂质及混入物的影响也常呈灰色、浅红色、浅黄色等，结晶情况相当好的重晶石还可呈透明晶体出现。重晶石是一种混合物。

进一步优选，按重量份计，原料组成包括：100重量份的水，2-10重量份的膨润土，0.1-1重量份的碳酸钠，0.001-0.4重量份的氢氧化钠，0.2-4.2重量份的包被剂，3-8重量份的降滤失剂，1-9重量份的封堵剂，0.5-4重量份的润滑剂，10-45重量份的重晶石。

进一步优选，按重量份计，原料组成包括：100重量份的水，4-8重量份的膨润土，0.2-0.8重量份的碳酸钠，0.002-0.3重量份的氢氧化钠，1.2-3.2重量份的包被剂，4-7重量份的降滤失剂，3-7重量份的封堵剂，1-3重量份的润滑剂，12-42重量份的重晶石。

一种钻井液的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将膨润土、碳酸钠依次加入水中搅拌、静置，制备预水化基浆；

步骤2：在搅拌条件下依次将包被剂、降滤失剂、封堵剂、加重剂加入到步骤1制备的预水化基浆中；

步骤3：将润滑剂加入到步骤2中，搅拌混合；

步骤4：用氢氧化钠调节钻井液pH为10-11。

本发明具有如下的优点和有益效果：

本发明提供的润滑剂在钻井液使用中能大幅度降低钻杆与地层井壁间的摩擦阻力，提高钻杆的作用效率以及延长钻具使用寿命。

本发明提供的润滑剂也可以很好的吸附在钻屑表面，有效降低黏土与黏土、管柱以及井壁的粘结，降低了粘附卡钻风险，确保钻探施工安全。

本发明提供的钻井液润滑剂同时具有优异的抑制性能，可以有效地抑制粘土水化。

本发明各组分在提供优异润滑性能和抑制性能时产生了良好的配伍作用。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

制备例1

本实施例提供了一种钻井液的制备方法，如下所示：

步骤1：将6重量份的膨润土、0.5重量份的碳酸钠依次加入100重量份的水中搅拌6h，静置24h，制备得预水化基浆。

步骤2：在高速搅拌条件下依次将1.2重量份的包被剂FA-367、5重量份的降滤失剂、5重量份的封堵剂、20重量份的加重剂加入到步骤1制备的预水化基浆中。

制备例2

本发明用于说明钻井液的制备方法。

步骤1：将4重量份的膨润土、0.2重量份的碳酸钠依次加入100重量份的水中搅拌6h，静置24h。

步骤2：在高速搅拌条件下依次将1.2重量份的包被剂FA-367、6重量份的降滤失剂、6重量份的封堵剂、25重量份的加重剂加入到步骤1制备的预水化基浆中。

实施例1

本实施例用于说明一种绿色环境友好型润滑剂的制备及其在钻井液中的使用。制备方法具体如下所示：

步骤1：在100重量份去离子水中依次加入0.3重量份的粉碎成粉末状的薄荷醇晶体、0.6重量份的黄原胶，在恒温磁力搅拌器上溶解，搅拌加热至75℃，保持13min。

步骤2：将6重量份的纳米二氧化硅加入到步骤1所制得溶液中，将该混合物在超声分散器中持续分散0.8h，在超声处理过程中，保证分散器钛合金探针浸没在距离最上层流体层四分之三的高度，探针发出振动波来激发粒子，从而产生压力差。由于这种压力差，探针下方的颗粒会经历一定频率的收缩和膨胀，这种机制将大颗粒分解成小颗粒，并在样品溶液中均匀分散。

步骤3：将0.6重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到步骤2所制得溶液中，在恒温磁力搅拌器上溶解，搅拌加热至75℃，保持13min。

步骤4：室温低速搅拌冷却后即可制得该环境友好型润滑剂液体。

将制得的2重量份的润滑剂加入到制备例1所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液S1。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

实施例2

本实施例用于说明一种绿色环境友好型润滑剂的制备及其在钻井液中地使用。制备方法具体如下所示：

步骤1：在100重量份去离子水中依次加入0.1重量份的粉碎成粉末状的薄荷醇晶体、0.3重量份的黄原胶，在恒温磁力搅拌器上溶解，搅拌加热至70℃，保持10min。

步骤2：将2重量份的纳米二氧化硅加入到步骤1所制得溶液中，将该混合物在超声分散器中持续分散0.5h，在超声处理过程中，保证分散器钛合金探针浸没在距离最上层流体层四分之三的高度，探针发出振动波来激发粒子，从而产生压力差。由于这种压力差，探针下方的颗粒会经历一定频率的收缩和膨胀，这种机制将大颗粒分解成小颗粒，并在样品溶液中均匀分散。

步骤3：将0.3重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到步骤2所制得溶液中，在恒温磁力搅拌器上溶解，搅拌加热至70℃，保持10min。

步骤4：室温低速搅拌冷却后即可制得该环境友好型润滑剂液体.

将制得的2重量份的润滑剂加入到制备例1所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液S2。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

实施例3

本实施例用于说明一种绿色环境友好型润滑剂的制备及其在钻井液中地使用。制备方法具体如下所示：

步骤1：在100重量份去离子水中依次加入0.4重量份的粉碎成粉末状的薄荷醇晶体、0.8重量份的黄原胶，在恒温磁力搅拌器上溶解，搅拌加热至80℃，保持20min。

步骤2：将10重量份的纳米二氧化硅加入到步骤1所制得溶液中，将该混合物在超声分散器中持续分散1h，在超声处理过程中，保证分散器钛合金探针浸没在距离最上层流体层四分之三的高度，探针发出振动波来激发粒子，从而产生压力差。由于这种压力差，探针下方的颗粒会经历一定频率的收缩和膨胀，这种机制将大颗粒分解成小颗粒，并在样品溶液中均匀分散。

步骤3：将0.8重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到步骤2所制得溶液中，在恒温磁力搅拌器上溶解，搅拌加热至80℃，保持20min。

步骤4：室温低速搅拌冷却后即可制得该环境友好型润滑剂液体。

将制得的2重量份的润滑剂加入到制备例1所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液S3。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

实施例4

按照与实施例1相同的方法制备绿色环境友好型润滑剂，与实施例1所不同在于：将制得的2重量份的绿色环境友好型润滑剂加入到制备例2所得的钻井液中。用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液S4。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

实施例5

按照与实施例2相同的方法制备绿色环境友好型润滑剂，与实施例2所不同在于：将制得的2重量份的绿色环境友好型润滑剂加入到制备例2所得的钻井液中。用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液S5。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

实施例6

按照与实施例3相同的方法制备绿色环境友好型润滑剂，与实施例3所不同在于：将制得的2重量份的绿色环境友好型润滑剂加入到制备例2所得的钻井液中。用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液S6。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

实施例7

按照与实施例1相同的方法制备绿色环境友好型润滑剂并加入钻井液中，与实施例1所不同在于：步骤1和步骤3中磁力搅拌溶解时间18min。

结果制得本发明的钻井液S7。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

实施例8

按照与实施例1相同的方法制备绿色环境友好型润滑剂并加入钻井液中，与实施例1所不同在于：步骤1和步骤3中反应温度为90℃。

结果制得本发明的钻井液S8。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

实施例9

按照与实施例1相同的方法制备绿色环境友好型润滑剂并加入钻井液中，与实施例1所不同在于：将制得的0.5重量份的润滑剂加入到制备例1所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液S9。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

实施例10

按照与实施例1相同的方法制备绿色环境友好型润滑剂并加入钻井液中，与实施例1所不同在于：将制得的4重量份的润滑剂加入到制备例1所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液S10。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

实施例11

按照与实施例1相同的方法制备绿色环境友好型润滑剂并加入钻井液中，与实施例1所不同在于：将制得的0.5重量份的润滑剂加入到制备例2所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液S11。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

实施例12

按照与实施例1相同的方法制备绿色环境友好型润滑剂并加入钻井液中，与实施例1所不同在于：将制得的4重量份的润滑剂加入到制备例2所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液S12。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

对比例1

本对比例用于说明一种润滑剂的制备及其在钻井液中地使用。制备方法具体如下所示：

步骤1：在100重量份去离子水中依次加入0.05重量份的粉碎成粉末状的薄荷醇晶体、0.2重量份的黄原胶，在恒温磁力搅拌器上溶解，搅拌加热至65℃，保持5min。

步骤2：将1重量份的纳米二氧化硅加入到步骤1所制得溶液中，将该混合物在超声分散器中持续分散0.3h，在超声处理过程中，保证分散器钛合金探针浸没在距离最上层流体层四分之三的高度，探针发出振动波来激发粒子，从而产生压力差。由于这种压力差，探针下方的颗粒会经历一定频率的收缩和膨胀，这种机制将大颗粒分解成小颗粒，并在样品溶液中均匀分散。

步骤3：将0.2重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到步骤2所制得溶液中，在恒温磁力搅拌器上溶解，搅拌加热至65℃，保持5min。

步骤4：室温低速搅拌冷却后即可制得该绿色环境友好型润滑剂。

将制得的2重量份的润滑剂加入到制备例1所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液D1。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

对比例2

本对比例用于说明一种润滑剂的制备及其在钻井液中地使用。制备方法具体如下所示：

步骤1：在100重量份去离子水中依次加入0.5重量份的粉碎成粉末状的薄荷醇晶体、0.9重量份的黄原胶，在恒温磁力搅拌器上溶解，搅拌加热至85℃，保持25min；

步骤2：将12重量份的纳米二氧化硅加入到步骤1所制得溶液中，将该混合物在超声分散器中持续分散1.3h，在超声处理过程中，保证分散器钛合金探针浸没在距离最上层流体层四分之三的高度，探针发出振动波来激发粒子，从而产生压力差。由于这种压力差，探针下方的颗粒会经历一定频率的收缩和膨胀，这种机制将大颗粒分解成小颗粒，并在样品溶液中均匀分散；

步骤3：将0.9重量份的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到步骤2所制得溶液中，在恒温磁力搅拌器上溶解，搅拌加热至85℃，保持25min；

步骤4：室温低速搅拌冷却后即可制得该绿色环境友好型润滑剂。

将制得的2重量份的润滑剂加入到制备例1所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液D2。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

对比例3

按照与对比例1相同的方法制备绿色环境友好型润滑剂，与对比例1所不同在于：将制得的2重量份的润滑剂加入到制备例2所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液D3。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

对比例4

按照与对比例2相同的方法制备绿色环境友好型润滑剂，与对比例2所不同在于：将制得的2重量份的润滑剂加入到制备例2所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液D4。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

对比例5

按照与实施例1相同的方法制备绿色环境友好型润滑剂，与实施例1所不同在于：将制得的0.3重量份的润滑剂加入到制备例1所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液D5。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

对比例6

按照与实施例1相同的方法制备绿色环境友好型润滑剂，与实施例1所不同在于：将制得的10重量份的润滑剂加入到制备例1所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液D6。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

对比例7

钻井液中不加入润滑剂，用氢氧化钠调节制备例1钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液D7。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

对比例8

按照与实施例1相同的方法制备润滑剂，与实施例1所不同在于：用民权东兴泥浆材料有限公司生产的，2重量份的防塌润滑剂FT-342来代替实施例1中的绿色环境友好型润滑剂，加入到制备例1所得的钻井液中，并用氢氧化钠调节钻井液pH为10。

结果制得本发明的钻井液D8。

该钻井液润滑效果测试实验数据见表1；

该钻井液抑制效果测试实验数据见表1。

一、性能测试方法

1、润滑性能测试按照下述方法进行：

在EP极压润滑仪上分别测定上述钻井液的润滑系数，测定方法依据SY/T6094钻井液用润滑剂评价程序(扭矩臂施加150psi压力，保持转速60r/min)，将实验结果与基浆润滑系数进行对比获得极压润滑系数降低率，具体的测试结果见表1。

2、抑制性能测试按照下述方法进行：

将一定质量的岩屑加入实施例、对比例制得钻井液中，120℃下老化16h，降温回收岩屑，干燥后称重；将回收岩屑加入去离子水中，120℃下老化2h，降温回收岩屑，干燥后称重；分别计算一次页岩回收率(％)、二次页岩回收率(％)和相对页岩回收率(％)。

二、性能测试结果

表1试验数据

三、性能测试结果分析

由表1的数据可知：

实施例1-3中，绿色环境友好型润滑剂制备过程中各组分材料取量、制备条件均是最优，而且选择加入制备例1钻井液，该钻井液中各处理剂的加量也是最优。因此，有该绿色环境友好型润滑剂加入的钻井液在性能测试实验中，相比较而言润滑润滑系数降低率最高，抑制率最高，效果最好。

实施例4-6中，绿色环境友好型润滑剂制备过程中各组分材料取量、制备条件均是最优，将该绿色环境友好型润滑剂加入制备例2钻井液中，在性能测试实验中，相比较而言润滑润滑系数降低率高，抑制率高，效果好。

将实施例1和4、2和5、3和6相比较，均是绿色环境友好型润滑剂制备材料、取量、方法相同。不同的在于将实施例1-3中制备的润滑剂加到制备例1的钻井液，将实施例4-6中制备的润滑剂加到制备例2的钻井液，而制备例1的钻井液中各处理剂的加量是最优。性能评价后钻井液S1较S4、钻井液S2较S5、钻井液S3较S6润滑润滑系数降低率较高，抑制率较高，效果较好。

实施例7和8中，润滑剂制备条件进行调整，改变磁力搅拌溶解时间以及反应温度，在钻井液性能评价中效果相对不好。

实施例9-12中，润滑剂在钻井液中加量进行调整，加量虽然在本发明限定范围内但未在最优范围内，因此效果稍差。

对比例1-4中，润滑剂备条件未在本发明指定范围内，最后可能未制得或制得了很少的润滑剂。将该润滑剂分部加到两种制备例的钻井液中都未能起到很好的润滑效果。

对比例5中，将润滑剂加到钻井液制备例1中，但由于其加量过少，很难起到润滑的效果，润滑系数降低率只有62.1％，一次页岩回收率只有58.5％，润滑效果、抑制效果很差。

对比例6中，将润滑剂加到钻井液制备例1中，但由于其加量过多，很容易发生团聚现象而影响其润滑效果，而且对钻井液的流变性有很大的影响。

对比例7中，钻井液未加入润滑剂，，基本没有润滑效果。

对比例8中，钻井液加入了市面上买到的润滑剂，可以降低润滑系数有一定的润滑效果，但相较于本发明的绿色环境友好型润滑剂，润滑效果相差甚远。

因此，本发明提供的绿色环境友好型润滑剂在钻井液使用中能大幅度降低钻杆与地层井壁间的摩擦阻力，同时具有优异的抑制性能，可以有效地抑制粘土水化。本发明各组分在提供优异润滑性能和抑制性能时产生了良好的配伍作用。且优选在该环境友好型润滑剂制备过程中各组分及制备条件均在本发明利指定范围内，得到的钻井液有优异的性能，有很大的实际应用价值。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种润滑剂，其特征在于，原料组成包括：薄荷醇晶体、黄原胶、纳米二氧化硅和表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的一种润滑剂，其特征在于，按重量份计，原料组成包括：0.1-0.4重量份的薄荷醇晶体、0.3-0.8重量份的黄原胶、2-10重量份的纳米二氧化硅、0.3-0.8重量份的表面活性剂。

3.根据权利要求1所述的一种润滑剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂采用阴离子表面活性剂；所述表面活性剂采用十二烷基苯磺酸钠。

4.根据权利要求1所述的一种润滑剂的制备方法，其特征在于，所述纳米二氧化硅颗粒平均粒径为1500nm-2000nm。

5.一种润滑剂的制备方法，用于制备权利要求1至4任一项所述的一种润滑剂，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将薄荷醇晶体与黄原胶加入水中，经搅拌加热溶解，获得溶液；

步骤2：将纳米二氧化硅加入步骤1制备的溶液中，超声分散，获得分散液；

步骤3：将表面活性剂加入步骤2制备的分散液中，搅拌加热，获得润滑剂。

6.根据权利要求5所述的一种润滑剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，加热至70℃-80℃；所述步骤2中，超声处理过程中，保证分散器钛合金探针浸没在距离最上层流体层四分之三的高度，探针发出振动波来激发粒子，从而产生压力差。

7.一种钻井液，其特征在于，包括水、膨润土、碳酸钠、氢氧化钠、包被剂、降滤失剂、封堵剂、润滑剂和加重剂；所述润滑剂为权利要求1至5任一项所述的润滑剂，或权利要求5至6任一项所述的润滑剂的制备方法制备的润滑剂。

8.根据权利要求7所述的一种钻井液，其特征在于，按重量份计，原料组成包括：100重量份的水，2-10重量份的膨润土，0.1-1重量份的碳酸钠，0.001-0.4重量份的氢氧化钠，0.2-4.2重量份的包被剂，3-8重量份的降滤失剂，1-9重量份的封堵剂，0.5-4重量份的润滑剂，10-45重量份的重晶石。

9.根据权利要求8所述的一种钻井液，其特征在于，按重量份计，原料组成包括：100重量份的水，4-8重量份的膨润土，0.2-0.8重量份的碳酸钠，0.002-0.3重量份的氢氧化钠，1.2-3.2重量份的包被剂，4-7重量份的降滤失剂，3-7重量份的封堵剂，1-3重量份的润滑剂，12-42重量份的重晶石。

10.一种钻井液的制备方法，用于制备权利要求7至8任一项所述的一种钻井液，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将膨润土、碳酸钠依次加入水中搅拌、静置，制备预水化基浆；

步骤2：在搅拌条件下依次将包被剂、降滤失剂、封堵剂、加重剂加入到步骤1制备的预水化基浆中；

步骤3：将润滑剂加入到步骤2中，搅拌混合；

步骤4：用氢氧化钠调节钻井液pH为10-11。