[發明專利]一種油基潤滑劑及其應用

無效

• 申請號: 201310751802.1
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103694969A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 夏小春;耿鐵;項濤
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油田服務股份有限公司
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 蘇蕾;楊淑媛

技術領域

本發明涉及一種油基潤滑劑及其在水基鉆井液中的應用。

背景技術

鉆井液是指油氣鉆井過程中以其多功能滿足鉆井工作需要的各種循環流體的總稱，俗稱“泥漿”。鉆井液的基本功能有：(1)攜帶和懸浮鉆屑；(2)穩定井壁和平衡地層壓力；(3)冷卻和潤滑鉆頭鉆具；(4)傳遞水動力。

鉆井液的潤滑性能對鉆井工作影響很大。特別是在鉆深井、定向井、水平井和叢式井中，鉆柱的旋轉阻力和提拉阻力會大幅度提高。由于影響鉆井扭矩和阻力以及鉆具磨損的主要可調節因素是鉆井液的潤滑性能。因此鉆井液的潤滑性能對減少卡鉆等井下復雜情況，保證安全、快速鉆井起著至關重要的作用。

根據配制鉆井液所用的基液，鉆井液可分為油基鉆井液和水基鉆井液。油基鉆井液的基液就是油，潤滑性本來就非常好，通常不需要向油基鉆井液中再添加潤滑劑。

目前市場上使用的水基鉆井液用液體類潤滑劑可分為油基潤滑劑和水基潤滑劑。油基潤滑劑是以潤滑性能較好的各種基礎油為原料復配各種協同增效劑制成，其使用的基礎油有礦物油、植物油及其脂類等。水基潤滑劑以水溶液為基液，復配各種協同增效劑制成。

大量文獻報道了水基鉆井液用潤滑劑制備方法。中國專利200510043869.5公開了一種鉆井液用顆粒穩定乳液體系，外觀為乳白色乳狀液，平均粒徑在5μm～40μm，以100質量份計，組分為礦物油或固體石蠟10～40份，陰離子型表面活性劑0.5～1.0份，活性納米固體顆粒0.5～5份，余量為水。還公開了顆粒穩定乳液體系的制備方法，即將活性納米固體顆粒先分散于水中，攪拌，然后靜置，備用；將礦物油或固體石蠟加入反應器，把上述制各好的活性納米固體顆粒懸浮液加入反應器中，攪拌，同時將陰離子表面活性劑逐步加入到反應器中；攪拌轉速逐漸提高到4000～5000rpm，溫度升高到40℃～60℃，攪拌時間為30～60min；即得顆粒穩定乳液體系。

中國專利200510069192.2公開了一種鉆井液用固體潤滑劑，該固體潤滑劑是由下述質量%的原料制成：鈉基膨潤土60%～80%、陽離子表面活性劑10%～20%、陰離子表面活性劑10%～20%和少量消泡劑。在膨潤土鉆井液中加入0.5%該產品，同時加入5%的柴油，鉆井液摩阻系數可從原來的0.36降低到0.062，而且加入后，鉆井液流變性沒有大的變化。該產品所用原材料成本較低，制備方法簡單，易于實施，其潤滑性、流變性、抗高溫性均優于現有類似鉆井液用固體潤滑劑。

中國專利200710158398.1公開了一種用動植物油脂制備鉆井液用抗高溫潤滑劑方法。是用質量份為50～70份的廢棄油脂與3～10份的乙醇胺、5～20份二乙二醇進行脂化反應；然后采用1～3份硫磺進行硫化反應；向反應產物再加入2～5份的油溶性樹脂和10～30份的石墨粉，混合、攪拌均勻，即制得鉆井液用抗高溫潤滑劑。

中國專利200810055861.4公開了一種鉆井液用的水基潤滑劑及其制備方法，潤滑劑的配方為：水100～300份，乳化劑10～30份，蓖麻油50～300份，白油50～400份，油酸皂50～600份，消泡劑50～200份。

中國專利01102104.7公開了一種鉆井液用潤滑劑，其特征是所述潤滑劑的成份是高分子潤滑材料5%～10%、表面活性劑0.1%～0.5%，加入水至100%；所述高分子潤滑材料包括聚氧乙烯壬基苯酚醚、聚氧乙烯壬基苯二酚醚、聚氧乙烯癸基苯酚醚、聚氧乙烯癸基苯二酚醚、聚氧丙烯癸基苯酚醚、聚氧丙烯壬基苯酚醚；所述活性劑選自NP-10、OP-10、NP-6或吐溫80。

中國專利201110191877.X公開了一種抗高溫鉆井液潤滑劑。其組成為：合成油38%～40%，主乳化劑3.6%～3.7%，輔乳化劑1.9%～2.0%，抗磨劑0.8%～1.0%，溫度穩定劑0.8%～1.0%，納米材料0.5%～0.6%。所述的合成油為不含苯環的人工合成的10號白油或5號白油；所述的主乳化劑為吐溫80或吐溫60；所述的輔乳化劑為司盤80或司盤60；所述的抗磨劑為含有抗磨元素s的苯乙烯基硫脈或含P的十二烷基磷酸酷鈉鹽；所述的溫度穩定劑為丙烯酰胺(AM),2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸(AMPS)、苯乙烯基硫脲等單體聚合而成；所述的納米材料為超細聚四氟乙烯高分子材料。

上述公開的水基潤滑劑的潤滑效果通常不如油基潤滑劑，或者成本偏高。上述油基潤滑劑中，有些通過復雜的合成技術對油脂進行改性，生產成本較高。

因此，需要一種成本低廉的且性能改進的水基鉆井液用油基潤滑劑。

發明內容