[發(fā)明專利]一種生物柴油鉆井液潤滑劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110301487.3
• 申請日: 2011-10-09
• 公開（公告）號: CN102391841A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫明波;林殷平;商紅巖;薛真真
• 申請（專利權(quán)）人: 山東華陽油業(yè)有限公司;中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 彭秀麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油田化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種以生物柴油為基礎(chǔ)的適用于水基鉆井液的潤滑劑及其制備方法。

背景技術(shù)

鉆井液是鉆探過程中使用的循環(huán)介質(zhì)。鉆井液在鉆井過程中主要完成懸浮、壓力控制、巖層穩(wěn)定性、浮力、潤滑和冷卻的任務(wù)。鉆井液具有：清潔井底、攜帶巖屑；冷卻和潤滑鉆頭及鉆柱；平衡井壁巖石側(cè)壓力、封閉和穩(wěn)定井壁；平衡地層壓力；降低巖屑沉降速度；在地面能沉除砂子和巖屑；有效傳遞水力功率；承受鉆桿和套管的部分重力；提供所鉆地層的大量資料；通過水力破碎巖石等重要作用。

隨著石油天然氣及地質(zhì)勘探開發(fā)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代鉆井技術(shù)對鉆井液提出了更高的要求。鉆井液按分散介質(zhì)（連續(xù)相）可分為油基鉆井液、水基鉆井液、氣體型鉆井流體等。前兩者為目前實際應(yīng)用中常用的鉆井液。鉆井液主要由液相、固相和化學(xué)處理劑組成。液相可以是水（淡水、鹽水）、油（原油、柴油）或乳狀液（混油乳化液和反相乳化液）；固相包括有用固相（膨潤土、加重材料）和無用固相（巖石）；化學(xué)處理劑包括無機(jī)、有機(jī)及高分子化合物。

油基鉆井液是以油（主要是柴油或原油）為分散介質(zhì)，以加重劑、各種化學(xué)處理劑及水等為分散相的溶膠懸浮混合體系。中國專利CN102040973A、CN1506435A均公開了一種油基鉆井液。油基鉆井液具有潤滑性能優(yōu)良、抑制性強(qiáng)、井壁穩(wěn)定性好和抗溫性能好等優(yōu)點；但是由于其是以柴油或原油為分散介質(zhì)，難以降解，會污染環(huán)境；另一方面，由于油的燃點較低，高溫易燃燒的特點，更有可能存在安全隱患；且配制成本較高。

水基鉆井液是以水作為分散介質(zhì)、以粘土（膨潤土）、加重劑及各種化學(xué)處理劑為分散相的溶膠懸浮體混合體系。中國專利CN101501159A即公開了一種水基鉆井液。水基鉆井液具有來源豐富、成本較低、污染低等優(yōu)點，但是受限于作為載體的水的粘度較低、成膜性較差、承載能力低，使得水基鉆井液始終難以突破潤滑性不足、抗壓性能差的瓶頸，因此在鉆井過程中，為了提高鉆速，延長鉆頭壽命，減少起下鉆次數(shù)，減少鉆頭和鉆挺的泥包，實現(xiàn)優(yōu)快鉆井，必須加入潤滑劑以降低扭矩和泥餅的粘附系數(shù)。目前，鉆井液潤滑劑有多種多樣，目前常用的鉆井液潤滑劑分為礦物油潤滑劑和植物油潤滑劑兩大類，均是以提高扭矩降低率為主。礦物油潤滑劑的主要成分為原油、柴油或白油，這些油品雖然潤滑性能較好，但因為含有芳烴、閃點低、難降解等因素，在生產(chǎn)和使用過程中存在環(huán)境污染和安全隱患；植物油潤滑劑的主要成分為棉籽油、菜籽油等，雖然相對易降解比較環(huán)保，但卻存在高溫穩(wěn)定性差、潤滑性能略差等問題。另外還有一些鉆井液潤滑劑是單純的表面活性劑的水溶液，加在鉆井液中形成水包油的乳化鉆井液，降低鉆井液的表面張力，但表面活性劑本身的性質(zhì)則限制了其潤滑性能。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中的適用于水基鉆井液的潤滑劑不能同時滿足易降解及潤滑性能較好的問題，提供了一種潤滑性能優(yōu)良，環(huán)保易降解，成本低廉的生物柴油鉆井液潤滑劑。

本發(fā)明還提供了上述生物柴油鉆井液潤滑劑的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種生物柴油作為水基鉆井液潤滑劑的應(yīng)用。

本發(fā)明還公開了一種鉆井液潤滑劑包括如下組分：

生物柴油；

水，每100mL生物柴油添加水80-120mL；

乳化劑，每100mL生物柴油添加所述乳化劑4-10g；

消泡劑，每100mL生物柴油添加所述消泡劑2-6g。

所述鉆井液潤滑劑包括如下組分：

生物柴油；

水，每100mL生物柴油添加水100mL；

乳化劑，每100mL生物柴油添加所述乳化劑6g；

消泡劑，每100mL生物柴油添加所述消泡劑4g。

所述生物柴油為以脂肪酸甲酯為主要成分的生物柴油。

所述乳化劑選擇鉆井液制備領(lǐng)域中常用的表面活性劑即可，例如烷基苯磺酸鈉、甘油或多元醇脂肪酸酯類表面活性劑等。所述乳化劑為HLB值9.5-10.5的表面活性劑。

HLB值又稱親水親油平衡值，具體是指表面活性劑分子中親水和親油基團(tuán)對油或水的綜合親和力。親水親油平衡值的概念主要應(yīng)用于表面活性劑應(yīng)用領(lǐng)域。任何物質(zhì)在廣義上都存在其自身的相對親水親油平衡值，其親水親油平衡值決定了其物質(zhì)的親水或親油性。

所述乳化劑優(yōu)選由斯班-85和油酸鈉以重量份比1:1的比例組成。

所述消泡劑可選用現(xiàn)有技術(shù)中常使用消泡劑，優(yōu)選為多元醇磷酸酯。

所述的水為自來水或地下、地表的淡水。