CN114874760B - 一种抗磨减阻剂主剂及其制备方法、抗磨减阻剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种抗磨减阻剂主剂及其制备方法、抗磨减阻剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种抗磨减阻剂主剂及其制备方法、抗磨减阻剂及其制备方法和应用，属于油气田勘探开发钻完井技术领域。本发明提供了一种抗磨减阻剂主剂的制备方法，使用本发明制备方法制备的抗磨减阻剂主剂同时含有异硬脂酸异辛酯的亲油酯基和脂肪酸羟乙基二酰胺的亲水酰胺基，从而使由抗磨减阻剂主剂制备的抗磨减阻剂能够同时适用于油基钻井液、水基钻井液和完井液中。

Description

一种抗磨减阻剂主剂及其制备方法、抗磨减阻剂及其制备方 法和应用
技术领域
本发明属于油气田勘探开发钻完井技术领域，具体涉及一种抗磨减阻剂主剂及其制备方法、抗磨减阻剂及其制备方法和应用。
背景技术
钻井液，是钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体总称。钻井液的抗磨减阻性能关系着钻井作业能否顺利进行，钻井液抗磨减阻效果差会带卡钻、钻具磨损、套管磨损的风险，尤其是对于大位移水平井来说，良好的抗磨减阻性能尤其重要。因此，需要在钻井液内加入一定量抗磨添加剂以降低钻杆扭矩。
目前，已有一些抗磨减阻剂的技术方案公开。例如专利CN109504519A公开了一种无硫磷极压润滑剂及其制备方法和应用；又如专利CN110257024A公开了一种钻井液用抗温抗磨减阻剂，但上述抗磨减阻剂只适用于水基基浆，并没有一种水基钻井液、油基钻井液和完井液通用的抗磨减阻剂。
发明内容
本发明提供了一种抗磨减阻剂主剂及其制备方法、抗磨减阻剂及其制备方法和应用，本发明提供的抗磨减阻剂能够在油基钻井液、水基钻井液和完井液中通用。
本发明提供了一种抗磨减阻剂主剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将异硬脂酸和异辛醇进行酯化反应，得到异硬脂酸异辛酯；
(2)将异硬脂酸和三乙醇胺进行酯胺化反应，得到异硬酯酸三乙醇胺酯；
(3)将脂肪酸和羟乙基乙二胺进行酰胺化反应，得到脂肪酸羟乙基二酰胺；
(4)将所述异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺混合，进行乳化反应，向所得乳化反应产物中加入钼金属化合物进行络合反应，得到抗磨减阻剂主剂；
所述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)没有先后顺序。
优选的，所述钼金属化合物包括三氧化钼和/或二硫化钼。
优选的，步骤(1)中：
所述异硬脂酸的质量份数为20～40份，所述异辛醇的质量份数为40～80份；
所述酯化反应在酯化催化剂存在条件下进行；所述酯化催化剂包括强酸催化剂；
所述酯化催化剂的质量为异硬脂酸和异辛醇总质量的0.1％～1％。
优选的，步骤(2)中：
所述异硬脂酸的质量份数为20～40份，所述三乙醇胺的质量份数为40～80 份；
所述酯胺化反应在酯胺化催化剂存在条件下进行；所述酯胺化催化剂包括无机酸催化剂；所述酯胺化催化剂的质量为异硬脂酸和三乙醇胺总质量的 0.1％～0.5％。
优选的，步骤(3)中：
所述脂肪酸的质量份数为20～50份，所述羟乙基乙二胺的质量份数为40～80 份；所述脂肪酸由蓖麻油酸、棕桐油酸和棉籽油酸组成；所述蓖麻油酸、棕桐油酸和棉籽油酸的质量比为30～50:20～40:20～50；
所述酰胺化反应在酰胺化催化剂存在条件下进行；所述酰胺化催化剂包括强碱催化剂；所述酰胺化催化剂的质量为脂肪酸质量的0.1％～1％。
优选的，步骤(4)中：
所述异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯、脂肪酸羟乙基二酰胺和钼金属化合物的质量比为20～50：10～30：10～30：10～40；
所述乳化反应的温度为140～160℃，时间为3～7h；
所述络合反应的温度为170～200℃，时间为3～5h。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的抗磨减阻剂主剂，所述抗磨减阻剂主剂为异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺的乳化反应产物与钼金属化合物络合形成的钼酰胺络合物；所述抗磨减阻剂主剂结构中含有酯基和酰胺基。
本发明还提供了一种抗磨减阻剂，以质量份数计，包括以下组分：
抗磨减阻剂主剂60～90份；
三乙醇胺硼酸酯10～25份；
石墨1～10份；
所述抗磨减阻剂主剂为上述技术方案所述制备方法制备得到的抗磨减阻剂主剂。
本发明还提供了所述抗磨减阻剂的制备方法，包括以下步骤：
将抗磨减阻剂主剂、三乙醇胺硼酸酯和石墨混合，得到抗磨减阻剂。
本发明提供了上述方案所述的抗磨减阻剂或上述方案所述制备方法制备得到的抗磨减阻剂在油基钻井液、水基钻井液或完井液中的应用。
有益效果：
本发明提供了一种抗磨减阻剂主剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将异硬脂酸和异辛醇进行酯化反应，得到异硬脂酸异辛酯；(2)将异硬脂酸和三乙醇胺进行酯胺化反应，得到异硬酯酸三乙醇胺酯；(3)将脂肪酸和羟乙基乙二胺进行酰胺化反应，得到脂肪酸羟乙基二酰胺；(4)将所述异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺混合，进行乳化反应，向所得乳化反应产物中加入钼金属化合物进行络合反应，得到抗磨减阻剂主剂；所述步骤 (1)、步骤(2)和步骤(3)没有先后顺序。本发明制备的抗磨减阻剂主剂同时含有异硬脂酸异辛酯的亲油酯基和脂肪酸羟乙基二酰胺的亲水酰胺基，此外，异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺生成的乳化物与钼金属化合物发生络合反应形成钼酰胺络合物，确保了抗磨减阻剂主剂具有良好的抗磨减阻性能。
本发明提供了一种抗磨减阻剂，以质量份数计，包括以下组分：上述方案所述的抗磨减阻剂主剂60～90份；三乙醇胺硼酸酯10～25份；石墨1～10份。本发明提供的抗磨减阻剂以抗磨减阻剂主剂为主要成分，同时含有亲油酯基和亲水酰胺基，因此能够同时适用于油基钻井液、水基钻井液和完井液中。
应用例结果表明，本发明制备的抗磨减阻剂可以使水基钻井液的润滑系数降低88.93％，抗磨能力提高400％；可以使油基钻井液润滑系数降低66.67％，抗磨能力提高120％；可以使完井液滑系数降低86.25％，抗磨能力提高400％。
此外，本发明的抗磨减阻剂因含有配位键的钼酰胺络合物，这使本发明的抗磨减阻剂在高温下不易发生分解，从而提高了水基钻井液、油基钻井液和完井液的抗温性能，使它们的抗温性能达到240℃。
具体实施方式
本发明提供了一种抗磨减阻剂主剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将异硬脂酸和异辛醇进行酯化反应，得到异硬脂酸异辛酯；
(2)将异硬脂酸和三乙醇胺进行酯胺化反应，得到异硬酯酸三乙醇胺酯；
(3)将脂肪酸和羟乙基乙二胺进行酰胺化反应，得到脂肪酸羟乙基二酰胺；
(4)将所述异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺混合，进行乳化反应，向所得乳化反应产物中加入钼金属化合物进行络合反应，得到抗磨减阻剂主剂；
所述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)没有先后顺序。
在本发明中，未经特殊说明，所用原料均为本领域熟知的市售商品。
在本发明中，制备异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺过程中各原料的质量份数分别是以异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺各自作为一个整体，采用的并非同一物质基准。
本发明将异硬脂酸和异辛醇进行酯化反应，得到异硬脂酸异辛酯。
在本发明中，制备所述异硬脂酸异辛酯时，所述异硬脂酸的质量份数优选为20～40份，更优选为25～35份；所述异辛醇的质量份数优选为40～80份，更优选为50～75份。在本发明中，所述酯化反应优选在酯化催化剂存在条件下进行；所述酯化催化剂优选包括强酸催化剂，所述强酸催化剂优选包括浓硫酸，所述浓硫酸的质量分数优选为98％。在本发明中，所述酯化催化剂的质量优选为异硬脂酸和异辛醇总质量的0.1％～1％，更优选为0.3％～0.8％。
在本发明中，将异硬脂酸和异辛醇进行酯化反应优选包括以下步骤：将异硬脂酸和异辛醇混合加热至70～100℃，然后加入酯化催化剂，升温至所述酯化反应的温度进行酯化反应。
在本发明中，所述酯化反应的温度优选为100～150℃，更优选110～130℃；所述酯化反应的时间优选为2～6h，更优选为3～5h。
本发明优选在所述酯化反应过程中进行真空脱水，直至无水分产生。在本发明中，所述酯化反应完成后，优选还包括将酯化反应产物转入蒸馏装置进行干燥冷却，得到异硬脂酸异辛酯。
本发明将异硬脂酸和三乙醇胺进行酯胺化反应，得到异硬酯酸三乙醇胺酯。
在本发明中，制备所述异硬酯酸三乙醇胺酯时，所述异硬脂酸的质量份数优选为20～40份，更优选为25～35份；所述三乙醇胺的质量份数优选为40～80 份，更优选为55～75份。在本发明中，所述酯胺化反应优选在酯胺化催化剂存在条件下进行；所述酯胺化催化剂优选包括无机酸催化剂，所述无机酸催化剂优选包括次亚磷酸。在本发明中，所述酯胺化催化剂的质量优选为异硬脂酸和三乙醇胺总质量的0.1％～0.5％，更优选为0.2％～0.3％。在本发明中，所述酯胺化反应的温度优选为180℃～210℃，更优选190℃，反应时间优选为3～7h，更优选为4～6h。在本发明中，所述酯胺化反应优选在流通的氮气中进行，所述氮气的流速优选为40～100mL/min。在本发明中，所述酯胺化反应完成后，优选还包括将酯胺化反应产物转入蒸馏装置进行干燥冷却，得到异硬酯酸三乙醇胺酯。
本发明将脂肪酸和羟乙基乙二胺进行酰胺化反应，得到脂肪酸羟乙基二酰胺。
在本发明中，制备所述脂肪酸羟乙基二酰胺时，所述脂肪酸的质量份数优选为20～50份，更优选为25～35份，所述羟乙基乙二胺的质量份数优选为40～80 份，更优选50～75份；所述的脂肪酸优选由蓖麻油酸、棕桐油酸和棉籽油酸组成；所述蓖麻油酸、棕桐油酸和棉籽油酸的质量比优选为30～50:20～40:20～50，更优选为35～45:25～35:25～40。蓖麻油酸、棕桐油酸和棉籽油酸的质量比若超出上范围会降低抗磨减阻剂效果。在本发明中，所述脂肪酸直接由蓖麻油酸、棕桐油酸和棉籽油酸混合得到。
在本发明中，所述酰胺化反应优选在酰胺化催化剂存在条件下进行；所述酰胺化催化剂优选包括强碱催化剂，所述强碱催化剂优选包括氢氧化钾；所述酰胺化催化剂的质量优选为脂肪酸质量的0.1％～1％，更优选为0.3％～0.7％。
在本发明中，所述酰胺化反应的温度优选为120℃～140℃，更优选130℃，反应时间优选为2～4h，更优选为3h。
本发明优选在所述酰胺化反应过程中进行真空脱水，直至无水分产生。完成所述酰胺化反应后，本发明优选将酰胺化反应产物转入蒸馏装置进行干燥冷却，得到脂肪酸羟乙基二酰胺。
本发明对所述异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺制备的先后顺序没有特殊要求。
得到异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺后，本发明将所述异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺混合，进行乳化反应，向所得乳化反应产物中加入钼金属化合物进行络合反应，得到抗磨减阻剂主剂。
在本发明中，所述钼金属化合物优选包括三氧化钼和/或二硫化钼，更优选为三氧化钼和二硫化钼。当所述钼金属化合物为三氧化钼和二硫化钼时，所述三氧化钼与二硫化钼的质量比优选为20～60:40～80，更优选为30～50:50～70。在本发明中，所述钼金属化合物的作用是与抗磨减阻剂主剂中的其他物质生成络合物，提高抗磨减阻效果。
在本发明中，所述异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯、脂肪酸羟乙基二酰胺和钼金属化合物的质量比优选为20～50：10～30：10～30：10～40。
在本发明中，将所述异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺混合优选包括：在四口烧瓶中加入异硬脂酸异辛酯，然后通入干燥的氮气，边搅拌边油浴加热至80℃，在搅拌的状态下滴加异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺。在本发明中，所述滴加的时间优选为80～120min，更优选为100min。在本发明中，所述异硬酯酸三乙醇胺酯为表面活性剂，可以降低界面张力。
完成所述混合后，本发明将所得混合物进行乳化反应。在本发明中，所述乳化反应的温度优选为140～160℃，更优选为150℃；时间优选为3～7h，更优选为4～6h。本发明中异硬脂酸异辛酯与异硬酯酸三乙醇胺酯、脂肪酸羟乙基二酰胺发生乳化反应，生成同时含有酯基和酰胺基的乳化反应物。
在本发明中，所述乳化反应优选在通氮气和搅拌条件下进行；所述氮气的速率优选为80mL/min。
完成所述乳化反应后，本发明将所述钼金属化合物加入所述乳化反应物中进行络合反应。在本发明中，所述络合反应的温度优选为170～200℃，更优选为 180℃；时间优选为3～5h，更优选为4h。在本发明中，所述络合反应优选在通氮气和搅拌条件下进行。本发明在所述络合反应中，钼金属化合物中的钼与乳化反应物中的酰胺基发生络合反应，生成钼酰胺络合物，这极大提高了抗磨减阻性能。
本发明还提供了一种由上述方案所述制备方法制备得到的抗磨减阻剂主剂，所述抗磨减阻剂主剂为异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺的乳化反应产物与钼金属化合物发生络合反应形成的钼酰胺络合物；所述抗磨减阻剂主剂结构中含有酯基和酰胺基。本发明制备的抗磨减阻剂主剂同时含有异硬脂酸异辛酯的亲油酯基和脂肪酸羟乙基二酰胺的亲水酰胺基，这使由抗磨减阻剂主剂制备的抗磨减阻剂能够同时适用于油基钻井液、水基钻井液和完井液中。此外，异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺生成的乳化物与钼金属化合物发生络合反应形成钼酰胺络合物，确保了抗磨减阻剂主剂具有良好的抗磨减阻性能。
本发明还提供了一种抗磨减阻剂，以质量份数计，包括以下组分：
抗磨减阻剂主剂60～90份；
三乙醇胺硼酸酯10～25份；
石墨1～10份；
所述抗磨减阻剂主剂为上述方案所述的抗磨减阻剂主剂。
本发明提供的抗磨减阻剂包括抗磨减阻剂主剂60～90份，优选为65～80份。
以所述抗磨减阻剂主剂的质量份数为基准，本发明提供的抗磨减阻剂包括三乙醇胺硼酸酯10～25份，优选为15～20份。
以所述抗磨减阻剂主剂的质量份数为基准，本发明提供的抗磨减阻剂包括石墨1～10份，优选为3～8份。在本发明中，所述石墨的粒径优选为5～100nm。在本发明的应用例中，具体为5nm或100nm。
本发明中的石墨和三乙醇胺硼酸酯均可以起到润滑作用，提高抗磨减阻剂的抗磨性能。本发明中的抗磨减阻剂主剂结构中含有酯基和酰胺基，可以使本发明的抗磨减阻剂同时适用于水基钻井液、油基钻井液和完井液中。
本发明还提供了上述方案所述抗磨减阻剂的制备方法，包括以下步骤：
将抗磨减阻剂主剂、三乙醇胺硼酸酯和石墨混合，得到抗磨减阻剂。
在本发明中，所述将抗磨减阻剂主剂、三乙醇胺硼酸酯和石墨混合优选包括：将抗磨减阻剂主剂和三乙醇胺硼酸酯进行第一混合，得到中间混合物；将所述中间混合物与石墨进行第二混合，得到抗磨减阻剂。
在本发明中，所述第一混合的温度优选为60℃，所述第一混合优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的时间优选为2～4h，更优选为3h。
在本发明中，所述第二混合的温度优选与第一混合的温度相同，所述第二混合优选在搅拌条件下进行，所述第二混合的时间优选为2h。在本发明中，所述第二混合后优选将所得混合物冷却至室温，得到抗磨减阻剂。
本发明制备的抗磨减阻剂中由于含有亲油酯基和亲水酰胺基的抗磨减阻剂主剂，并且协同三乙醇胺硼酸酯和石墨，提高了水基钻井液、油基钻井液或完井液的抗磨能力，降低了水基钻井液、油基钻井液或完井液的润滑系数。此外，本发明的抗磨减阻剂含有配位键的钼酰胺络合物，这使本发明的抗磨减阻剂在高温下不易发生分解，从而提高了水基钻井液、油基钻井液和完井液的抗温性能，使它们的抗温性能达到240℃。
本发明还提供上述技术方案制备得到的抗磨减阻剂在油基钻井液、水基钻井液或完井液中的应用。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种抗磨减阻剂主剂及其制备方法、抗磨减阻剂及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
抗磨减阻剂主剂由40份异硬脂酸异辛酯、25份异硬酯酸三乙醇胺酯、15 份脂肪酸羟乙基二酰胺和20份钼金属化合物制成，具体的：
在四口烧瓶中加入异硬脂酸异辛酯，然后通入干燥的氮气，边搅拌边油浴加热至80℃，在搅拌的状态下滴加异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺，滴加速度为5mL/min，保持通80mL/min的氮气搅拌升温至150℃，反应4h，加入钼金属化合物，升温至180℃回流反应4h，冷却后得到抗磨减阻剂主剂；
其中异硬脂酸异辛酯由以下方法制得：
在装有磁力搅拌、冷却回流、真空装置、加热、温度计的三口烧瓶中加入 25份异硬脂酸和75份异辛醇，加热至80℃，然后加入0.3份浓硫酸，加热至 110℃，反应3h，反应过程中真空脱水至无水分产生，转入蒸馏装置干燥冷却，即得组份1；
异硬酯酸三乙醇胺酯由以下方法制得：
在四口烧瓶中加入25份异硬脂酸和75份三乙醇胺，然后加0.2份入次亚磷酸(质量为异硬脂酸和三乙醇胺总质量的0.2％)，加热至190℃，反应4h，反应过程中保持80mL/min的氮气通入。反应完后转入蒸馏装置干燥冷却，即得异硬酯酸三乙醇胺酯；
脂肪酸羟乙基二酰胺由以下方法制得：
在装有磁力搅拌、冷却回流、真空装置、加热、温度计的三口烧瓶中加入 25份脂肪酸、75份羟乙基乙二胺和氢氧化钾，氢氧化钾质量为脂肪酸质量的 0.3％，在130℃下反应3h，，反应过程中真空脱水至无水分产生，转入蒸馏装置干燥冷却，即得脂肪酸羟乙基二酰胺；
其中脂肪酸为蓖麻油酸、棕桐油酸和棉籽油酸按一定比例复配得到，质量比为蓖麻油酸：棕桐油酸：棉籽油酸＝35:25:40；
钼金属化合物为三氧化钼；
在四口烧瓶中加入异硬脂酸异辛酯，然后通入干燥的氮气，边搅拌边油浴加热至80℃，在搅拌的状态下滴加异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺，滴加速度为5mL/min，然后保持通80mL/min的氮气搅拌升温至150℃，反应4h，然后加入三氧化钼，升温至180℃下回流反应4h，然后冷却得到抗磨减阻剂主剂。
实施例2
与实施例1的区别仅在于钼金属化合物为50份三氧化钼和50份二硫化钼，其余与实施例1相同。
实施例3
与实施例1的区别仅在于抗磨减阻剂主剂由30份异硬脂酸异辛酯、15份异硬酯酸三乙醇胺酯、25份脂肪酸羟乙基二酰胺和30份钼金属化合物制成，钼金属化合物为50份三氧化钼和50份二硫化钼，其余与实施例1相同。
实施例4
与实施例3的区别仅在于脂肪酸为蓖麻油酸、棕桐油酸和棉籽油酸按的质量比为45:25:30，其余与实施例3相同。
实施例5
与实施例3的区别仅在蓖麻油酸、棕桐油酸和棉籽油酸按的质量比为于＝35:35:30，其余与实施例3相同。
应用例1
将80份实施例1的抗磨减阻剂主剂与17份三乙醇胺硼酸酯在三口烧瓶中升温至60℃，搅拌3h，然后加入3份粒径为100nm的石墨继续搅拌2h，冷却至室温即得抗磨减阻剂。
应用例2
将72份实施例1的抗磨减阻剂主剂与20份三乙醇胺硼酸酯在三口烧瓶中升温至60℃，搅拌3h，然后加入8份粒径为100nm的石墨继续搅拌2h，冷却至室温即得抗磨减阻剂。
应用例3
将72份实施例1的抗磨减阻剂主剂与20份三乙醇胺硼酸酯在三口烧瓶中升温至60℃，搅拌3h，然后加入8份粒径为5nm的石墨继续搅拌2h，冷却至室温即得抗磨减阻剂。
应用例4
将72份实施例2的抗磨减阻剂主剂与20份三乙醇胺硼酸酯在三口烧瓶中升温至60℃，搅拌3h，然后加入8份粒径为5nm的石墨继续搅拌2h，冷却至室温即得抗磨减阻剂。
应用例5
将72份实施例3的份抗磨减阻剂主剂与20份三乙醇胺硼酸酯在三口烧瓶中升温至60℃，搅拌3h，然后加入8份粒径为5nm的石墨继续搅拌2h，冷却至室温即得抗磨减阻剂。
应用例6
将72份实施例4的份抗磨减阻剂主剂与20份三乙醇胺硼酸酯在三口烧瓶中升温至60℃，搅拌3h，然后加入8份粒径为5nm的石墨继续搅拌2h，冷却至室温即得抗磨减阻剂。
应用例7
将72份实施例5的抗磨减阻剂主剂与20份三乙醇胺硼酸酯在三口烧瓶中升温至60℃，搅拌3h，然后加入8粒径为5nm的份石墨继续搅拌2h，冷却至室温即得抗磨减阻剂。
以中海油田服务股份有限公司lube为本发明抗磨减阻剂的对比例，将其和本发明应用例中的抗磨减阻剂分别加入到水基钻井液—PLUS-KCL体系中，并且设置空白例，来验证本发明抗磨减阻剂的性能。具体方法如下：
准备4组水基钻井液，每组配制7份，每份加入400g南海海水、8g搬土浆、 0.6g碳酸钠、0.8g氢氧化钾、0.8g聚丙烯酰胺、0.8g聚阴离子纤维素、0.6g生物聚合物、8g沥青树脂、10g防塌降失水剂、4g成膜剂、20g氯化钾、8g高温稳定剂。其中1份不添加抗磨减阻剂，5份中分别添加应用例1～5中制得的抗磨减阻剂4g，剩余的一份中添加对比例中的润滑剂DX529。4组老化温度分别为 80℃、120℃、180℃和240℃，老化16h，分别在50℃、70℃、80℃和90℃用六速旋转粘度计测定流变性能，用中压滤失仪测定API滤失量，用Fann21200 极压润滑仪测定室温下体系的润滑系数降低率，用KMY201-1A抗磨试验机测定室温下体系的抗磨性能，实验结果如下表1所示。
表1不同抗磨减阻剂在水基钻井液中的基本性能
注：
AV：钻井液表观粘度，mPa·s；
PV：钻井液塑性粘度，mPa·s；
YP：钻井液动切力，Pa；
Φ6/Φ3:六速旋转粘度计6转、3转读数，无量纲；
FLAPI：钻井液中压失水(0.7MPa，室温，30min)，mL。
表2不同抗磨减阻剂在水基钻井液中的抗磨性能
/>
由表1及表2可知，与空白例及对比例对比，添加本发明的抗磨减阻剂水基钻井液的AV、PV、YP、Φ6/Φ3变化小，说明对体系基本性能影响小，FLAPI 变化不大，或者变小都是对体系的有利影响。并且本发明的润滑系数小，这说明润滑性能好，抗磨能力大，抗磨性能好。
2、以中海油田服务股份有限公司lube为本发明抗磨减阻剂的对比例，将其和本发明应用例中的抗磨减阻剂分别加入到油基钻井液中，并且设置空白例，来验证本发明抗磨减阻剂的性能。具体方法如下：
准备4组油基钻井液，每组配制7份油基钻井液，每份加入320毫升3#白油，80毫升氯化钙水溶液，9.6g抗高温主乳化剂、2.4g抗高温辅乳化剂、2g抗高温流型调节剂、4g储备碱LIM、4g抗高温有机土、6g抗高温降滤失剂、4g 高温稳定剂。其中一份不添加抗磨减阻剂，5份中分别添加应用例1-5中制得的抗磨减阻剂4g，剩余的一份中添加对比例中的润滑剂DX529。4组老化温度分别为80℃、120℃、180℃和240℃，老化16h，分别在50℃、70℃、80℃和90℃测定流变性能，在老化温度下测定高温高压滤失性能，用Fann21200极压润滑仪测定室温下体系的润滑系数降低率，用KMY201-1A抗磨试验机测定室温下体系的抗磨性能，实验结果如下表3及表4所示。
表3不同抗磨减阻剂在油基钻井液中的基本性能
/>
注：
ES：破乳电压，Volts
FLHTHP：高温高压滤失量，mL
表4不同抗磨减阻剂在油基钻井液中的抗磨性能
/>
由表3及表4可知，与空白例及对比例对比，添加本发明抗磨减阻剂的油基钻井液的AV、PV、YP、Φ6/Φ3变化小，这说明本发明的抗磨减阻剂对体系基本性能影响小。并且添加本发明抗磨减阻剂的油基钻井液的FLHTHP变化不大或者变小，这都是对体系的有利影响，ES变大，说明对体系有利。并且本发明的润滑系数小，这说明润滑性能好，抗磨能力大，抗磨性能好。
3、完井液体系中的性能对比
以中海油田服务股份有限公司lube为本发明抗磨减阻剂的对比例，将其和本发明应用例中的抗磨减阻剂分别加入到完井液中，并且设置空白例，来验证本发明抗磨减阻剂的性能。具体方法如下：
准备4组完井液，每组配制7份隐形酸完井液，每份加入400毫升淡水， 40gKCl，4g防水锁剂。其中一份不添加抗磨减阻剂，5份中分别添加应用例1-5 中制得的抗磨减阻剂4g，剩余的一份中添加对比例中的润滑剂DX529。老化温度分别为80℃、120℃、180℃和240℃，老化16h，用光电浊度计测定浊度，用 Fann21200极压润滑仪测定室温下体系的润滑系数降低率，用KMY201-1A抗磨试验机测定室温下体系的抗磨性能，实验结果表5所示。
表5不同抗磨减阻剂在完井液中的抗磨性能
/>
由表5可知，与空白例及对比例对比，添加本发明的抗磨减阻剂的完井液的润滑系数小，这说明本发明的抗磨减阻剂润滑性能好，抗磨能力好。并且由表1～5可以看出，本发明的抗磨减阻剂的抗温性能可达240℃。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种抗磨减阻剂主剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将异硬脂酸和异辛醇进行酯化反应，得到异硬脂酸异辛酯；
(2)将异硬脂酸和三乙醇胺进行酯胺化反应，得到异硬酯酸三乙醇胺酯；
(3)将脂肪酸和羟乙基乙二胺进行酰胺化反应，得到脂肪酸羟乙基二酰胺；
步骤(3)中：所述脂肪酸由蓖麻油酸、棕桐油酸和棉籽油酸组成；所述蓖麻油酸、棕桐油酸和棉籽油酸的质量比为30~50:20~40:20~50；
(4)在四口烧瓶中加入异硬脂酸异辛酯，然后通入干燥的氮气，边搅拌边油浴加热至80°C，在搅拌的状态下滴加异硬酯酸三乙醇胺酯和脂肪酸羟乙基二酰胺，滴加速度为5mL/min，保持通80mL/min的氮气搅拌升温至150°C，反应4h，加入钼金属化合物，升温至180°C回流反应4h，冷却后得到抗磨减阻剂主剂；
所述步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)没有先后顺序。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钼金属化合物包括三氧化钼和/或二硫化钼。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：
所述异硬脂酸的质量份数为20~40份，所述异辛醇的质量份数为40~80份；
所述酯化反应在酯化催化剂存在条件下进行；所述酯化催化剂包括强酸催化剂；
所述酯化催化剂的质量为异硬脂酸和异辛醇总质量的0.1％~1％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中：
所述异硬脂酸的质量份数为20~40份，所述三乙醇胺的质量份数为40~80份；
所述酯胺化反应在酯胺化催化剂存在条件下进行；所述酯胺化催化剂包括无机酸催化剂；所述酯胺化催化剂的质量为异硬脂酸和三乙醇胺总质量的0.1％~0.5％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中：
所述脂肪酸的质量份数为20~50份，所述羟乙基乙二胺的质量份数为40~80份；
所述酰胺化反应在酰胺化催化剂存在条件下进行；所述酰胺化催化剂包括强碱催化剂；所述酰胺化催化剂的质量为脂肪酸质量的0.1％~1％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中：
所述异硬脂酸异辛酯、异硬酯酸三乙醇胺酯、脂肪酸羟乙基二酰胺和钼金属化合物的质量比为20~50：10~30：10~30：10~40。
7.权利要求1~6任一项所述制备方法制备得到的抗磨减阻剂主剂，所述抗磨减阻剂主剂结构中含有酯基和酰胺基。
8.一种抗磨减阻剂，其特征在于，以质量份数计，包括以下组分：
抗磨减阻剂主剂60~90份；
三乙醇胺硼酸酯10~25份；
石墨1~10份；
所述抗磨减阻剂主剂为权利要求7所述的抗磨减阻剂主剂。
9.权利要求8所述的抗磨减阻剂的制备方法，包括以下步骤：
将抗磨减阻剂主剂、三乙醇胺硼酸酯和石墨混合，得到抗磨减阻剂。
10.权利要求8所述的抗磨减阻剂或权利要求9所述制备方法制备得到的抗磨减阻剂在油基钻井液、水基钻井液或完井液中的应用。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0639578A2 (en) * 1993-08-20 1995-02-22 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Molybdenum-containing friction-reducing additives
US5412130A (en) * 1994-06-08 1995-05-02 R. T. Vanderbilt Company, Inc. Method for preparation of organic molybdenum compounds
US5468891A (en) * 1993-08-20 1995-11-21 Shell Oil Company Molybdenum-containing friction-reducing additives
EP0874040A1 (en) * 1997-04-22 1998-10-28 R. T. Vanderbilt, Inc. Synergistic organomolybdenum compositions and lubricating compositions containing same
CN102453589A (zh) * 2010-10-18 2012-05-16 王严绪 一种非硫磷型油溶性有机钼添加剂
CN102746180A (zh) * 2012-07-17 2012-10-24 常州可赛成功塑胶材料有限公司 羟乙基双脂肪酰胺的制备方法
CN103060060A (zh) * 2011-10-24 2013-04-24 中国石油化工股份有限公司 一种清净减摩剂组合物和润滑油组合物
CN109401815A (zh) * 2018-11-13 2019-03-01 吴鸿江 抗磨减摩组合物、抗磨减摩剂及其制备方法
CN109504354A (zh) * 2019-01-14 2019-03-22 中海石油(中国)有限公司上海分公司 一种润滑剂、钻井液及其应用

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6645921B2 (en) * 2002-02-08 2003-11-11 Ethyl Corporation Molybdenum-containing lubricant additive compositions, and processes for making and using same
CN100510036C (zh) * 2006-02-28 2009-07-08 中国石油化工股份有限公司 一种有机钼润滑油添加剂及其制备方法
CN101191097A (zh) * 2006-11-19 2008-06-04 抚顺市轻工业科学研究所有限责任公司 一种润滑油添加剂的制备方法
FR2961823B1 (fr) * 2010-06-25 2013-06-14 Total Raffinage Marketing Compositions lubrifiantes pour transmissions automobiles
BR112013009940B1 (pt) * 2010-10-25 2020-07-07 Stepan Company Composição contendo uma amida graxa, sulfonato de 5 amida, dispersante e emulsificantes aniônico e não iônico para composições agrícolas, composição herbicida solúvel em água, solvente agrícola, composição antimicrobiana, xampu, inibidor de corrosão ou dispersante de parafina e composição aditiva de revestimento ou tinta
CN103201254B (zh) * 2010-10-25 2016-01-20 斯特潘公司 来自天然油复分解的酯胺及衍生物
CN102796592B (zh) * 2011-05-27 2016-06-22 中国石油化工股份有限公司 一种有机钼添加剂、其制备方法及含有该添加剂的润滑油组合物
DE102013112454A1 (de) * 2013-11-13 2015-05-28 Pantere Gmbh & Co. Kg Schmiermittelzusammensetzung
CN103242207B (zh) * 2013-05-13 2014-02-26 中国石油集团钻井工程技术研究院 一种酰胺化合物和钻井液减阻剂及其制备方法
CN103725267A (zh) * 2013-12-17 2014-04-16 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 钻井液用抗高温润滑剂的制备及使用方法
CN105505338A (zh) * 2015-12-25 2016-04-20 新疆德邦石油科技有限公司 环保型抗高温钻井液抗磨剂及其制备方法
CN107722952B (zh) * 2017-11-08 2019-04-16 中国石油大学(北京) 水基钻井液用合成酯润滑剂和水基钻井液
CN108441177B (zh) * 2018-04-13 2018-12-21 石家庄华莱鼎盛科技有限公司 钻井液用表面活性剂及其制备方法
CN113214805B (zh) * 2020-02-06 2022-07-15 中国石油化工股份有限公司 一种钻井液用润滑剂及其制备方法和应用

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0639578A2 (en) * 1993-08-20 1995-02-22 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Molybdenum-containing friction-reducing additives
US5468891A (en) * 1993-08-20 1995-11-21 Shell Oil Company Molybdenum-containing friction-reducing additives
US5412130A (en) * 1994-06-08 1995-05-02 R. T. Vanderbilt Company, Inc. Method for preparation of organic molybdenum compounds
EP0874040A1 (en) * 1997-04-22 1998-10-28 R. T. Vanderbilt, Inc. Synergistic organomolybdenum compositions and lubricating compositions containing same
CN102453589A (zh) * 2010-10-18 2012-05-16 王严绪 一种非硫磷型油溶性有机钼添加剂
CN103060060A (zh) * 2011-10-24 2013-04-24 中国石油化工股份有限公司 一种清净减摩剂组合物和润滑油组合物
CN102746180A (zh) * 2012-07-17 2012-10-24 常州可赛成功塑胶材料有限公司 羟乙基双脂肪酰胺的制备方法
CN109401815A (zh) * 2018-11-13 2019-03-01 吴鸿江 抗磨减摩组合物、抗磨减摩剂及其制备方法
CN109504354A (zh) * 2019-01-14 2019-03-22 中海石油(中国)有限公司上海分公司 一种润滑剂、钻井液及其应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
tribological behaviors and mechanism of sulfur- and phosphorus- free organic molybdate ester with zinc dialkydithiophosphate;Hu HQ;《tribology international》;第41卷(第6期);第549-555页 *
新型无硫磷有机钼减摩剂的合成与抗磨减摩性能研究;韩恒文;《石油商报》;第31卷(第2期);第27-31页 *

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