CN1861736A - 一种钻井液用固体润滑剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型的钻井液用固体润滑剂,该固体润滑剂是由下述重量%的原料制成:钠基膨润土60%~80%、阳离子表面活性剂10%~20%、阴离子表面活性剂10%~20%和少量消泡剂。该产品为固体粉末,运输、使用方便,加量少,抗高温。在膨润土钻井液中加入0.5%该产品,同时加入5%的柴油,钻井液摩阻系数可从原来的0.36降低到0.062,而且加入后,钻井液流变性没有大的变化。该产品所用原材料成本较低,制备方法简单,易于实施,其润滑性、流变性、抗高温性均优于现有类似钻井液用固体润滑剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田钻井液所用的助剂,具体地说,是涉及油田钻井液用的润滑剂及其制备方法。
背景技术
钻井液的润滑防卡问题是钻井工程,特别是深井、定向井、水平井、多分支井等复杂井钻井过程中经常遇到的技术难题。在我国油田开发中,随着开采时间的增长和开采量的增加,开采难度也越来越大,因此钻井工作者普遍采用了各种钻井新工艺、新技术,如深井、超深井、水平井、大位移井、多分支井、小井眼井等来开发油气田。在这些钻井过程中,一个很重要的问题就是防卡润滑,以保证钻井工程的顺利进行,降低成本,提高效率。
目前提高钻井液润滑性能的主要方法有三种,一是在钻井液中混入原油、矿物油或植物油,同时加入大量的表面活性剂和助表面活性剂来提高乳化稳定性,促进原油或矿物油在钻井液中充分的均匀分散;二是在钻井液中加入有机聚合物润滑剂,如聚合醚润滑剂、聚合醇润滑剂等,这类钻井液有类似油基钻井液的性能,同时具有表面活性剂的双亲特性;三是在钻井液中加入一些固体惰性润滑材料,如塑料小球、玻璃小球、石墨等,这类润滑剂不与钻井液发生化学作用,通过改变钻具与井壁的摩擦方式来降低摩阻。
目前这些常用的钻井液用润滑剂多为液体,在偏远地区和交通不便地区使用、运输不方便,同时还容易污染环境,特别是遇到高温地层时,常规钻井液用润滑剂容易失效,不能抗高温,这时就需要一种新型的抗高温的钻井液用固体润滑剂。
膨润土是一种性能优良用途广泛的无机矿物,它有膨胀性、吸附性、阳离子可交换性、分散性和悬浮性,因此可以作为固体润滑剂的载体,通过物理和化学方法与阳离子和阴离子表面活性剂作用,利用膨润土的电性,在膨润土的晶层插入阳离子表面活性剂,同时利用膨润土的膨胀性和吸附性,在其表面与阴离子表面活性剂反应,合成了一种新型的钻井液用固体润滑剂。表面活性剂与膨润土进行了物理化学反应,形成了一种非晶体结构物质,具有很高的表面活性,提高了润滑性能。这种润滑剂具有运输使用方便、加量少、润滑性能好、抗高温等优点。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有钻井液用润滑剂的不足之处,而提供一种生产简便、价格低廉、性能优良的抗高温钻井液用固体润滑剂,及其制备方法。
本发明的目的可以通过如下措施来实现:一种钻井液用固体润滑剂是由下述重量%的原料制成:钠基膨润土60%~80%、阳离子表面活性剂(十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵)10%~20%、阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠)10%~20%和有机硅消泡剂1%。
制备方法为:
1.在水中加入15%~20%(重量比)的钠基膨润土,边加入边搅拌,水化分散成凝胶状,老化10小时;
2.在上述凝胶中加入10%~20%(与土的重量比例)的阳离子表面活性剂,老化5小时;
3.加入10%~20%(与土的重量比例)的阴离子表面活性剂;
4.在95℃干燥上述混合物,粉碎成150目,包装即可。
产品指标见表1
表1
项目 | 指标 | |
外观 | 土灰色粉末 | |
水分 | ≤8% | |
细度 | ≤150目 | |
①基浆 | 表观粘度(mpa·s) | 9.5 |
滤失量(ml/30min) | 19 | |
润滑系数 | 0.36 | |
②在①中加入0.5%合成固体润滑剂和5%的柴油 | 表观粘度(mpa·s) | 14.5 |
滤失量(ml/30min) | 12 | |
润滑系数 | 0.062 | |
③把②号钻井液120℃滚动16小时后 | 表观粘度(mpa·s) | 13.5 |
滤失量(ml/30min) | 14 | |
润滑系数 | 0.06 |
注:1.基浆配方为在水中加入5%(重量比)的一级钻井液膨润土;
2.固体润滑剂用钠基膨润土为一级钻井液用膨润土。
具体实施方式
下面列举一个实施例,对本发明加以进一步说明,但本发明不只限于这个实施例。
实施例1:在搅拌器中加入400千克水,边搅拌边加入70千克钠基膨润土,搅拌分散成凝胶状,老化5小时;加入有效含量为50%的工业级十二烷基三甲基溴化铵30千克,搅拌均匀,老化5小时;再加入工业级十二烷基硫酸钠7.5千克,工业级十二烷基苯磺酸钠7.5千克和有机硅消泡剂1千克,搅拌均匀,在干燥器中干燥,粉碎成150目粉末,包装即可得到100千克固体润滑剂。
本实例所用原材料都可从市场上买到。
Claims (2)
1.该钻井液用固体润滑剂,其特征在于该固体润滑剂由钠基膨润土、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和少量消泡剂合成。该固体润滑剂是由下述重量%的原料制成:
钠基膨润土60%~80%、阳离子表面活性剂(十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵)10%~20%、阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠)10%~20%和有机硅消泡剂1%。
2.该钻井液用固体润滑剂的制备方法,其特征在于,该方法的实施步骤如下:先预水化钠基膨润土成凝胶,搅拌均匀,老化5小时;加入上述权利要求1所述的阳离子表面活性剂,搅拌均匀,老化5小时;再加入上述权利要求1所述的阴离子表面活性剂和消泡剂,搅拌均匀;然后放入干燥器中干燥,干燥温度为95℃,最后粉碎包装即可。
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