[發明專利]水基鉆井液用的泥餅粘附潤滑劑

有效

• 申請號: 201410130863.0
• 申請日: 2014-04-02
• 公開（公告）號: CN103865498B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 解洪祥;王緒美;趙福祥;張恩平;尹靜;劉彥妹;周振良;左鳳江;田野;賈東民;賈利軍;李洪俊;虞海法
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司12108
• 代理人: 陳昌娟

技術領域

本發明涉及石油、天然氣鉆井作業領域，特別是涉及一種水基鉆井液用的泥餅粘附潤滑劑。

背景技術

在鉆井作業中，因摩擦而損失的能量占各種機動設備產生總能量的70％，如此大的能量損失足以制約著定向井、水平井和大位移井的工程成敗，因此，降低摩擦損耗對鉆井工程具有重要意義。目前降低摩擦損耗最常見的方法是向鉆井液中添加潤滑劑。

按照鉆井過程中的潤滑機理和潤滑部位可將潤滑劑分為四類：第一類是降低鉆具與套管之間摩擦的極壓潤滑劑，它通常是含有S、P、N、B、O、Cl等元素的物質，在極壓條件下，可在鉆具和套管的金屬表面發生化學反應，形成一層致密、抗極壓且具有降低摩阻性質的化學膜，進而降低鉆具與套管之間的摩擦；第二類是降低鉆具與裸眼井壁之間摩擦，防止壓差卡鉆的泥餅粘附潤滑劑，它是通過改善泥餅質量，提高泥餅的油滑性，進而降低鉆具與井壁之間的摩擦；第三類是在鉆具和套管之間存在的微球或具有層間滑動性質的石墨類物質，其可將鉆具與套管之間的干摩擦轉變為滾動摩擦或滑動摩擦；第四類是流體減阻劑，它通常是一種高分子聚合物，依靠自身的粘彈性來抑制鉆井液流體因湍流而產生的徑向能量耗散，進而降低鉆井液流體的摩阻，減少鉆井液流體壓降損失，最終實現降低鉆井液泵送壓力的目的。相對于其它三種潤滑劑，泥餅粘附潤滑劑的長處在于它能更好的預防和降低壓差卡鉆，確保井下安全，并對降低鉆具扭矩、提高鉆速也有著非常大的貢獻。

目前，在泥餅粘附潤滑的研究方面有著非常大的缺陷和不足。泥餅粘附潤滑劑發展的初期，主要是直接采用原油作為鉆井液潤滑劑。發展到現在，直接采用原油的方式已被淘汰，取而代之的主要是瀝青類和乳化礦物油或動植物油類。由于環保的需要，瀝青類潤滑劑用量越來越少。由于乳化油類不能在泥餅形成有效吸附，使泥餅粘附潤滑能力難以達到要求。極壓潤滑劑，主要也是添加乳化劑和極壓添加劑的油類產品，雖然在極壓潤滑方面已經做到了極致，但其在泥餅粘附潤滑性同上面提到的乳化油類一樣，不能在泥餅上有效的吸附，使泥餅粘附潤滑能力達不到要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種水基鉆井液用的泥餅粘附潤滑劑，解決目前鉆井液潤滑劑泥餅粘附潤滑能力差的問題。

一種水基鉆井液用的泥餅粘附潤滑劑，由以下按質量分數計的組分制得：

泥餅粘附潤滑改善劑0.1～15％；

三乙醇胺0～4％；

表面活性劑0.01～20％

余量為油；

其中，所述泥餅粘附潤滑改善劑的化學式為：

(RCO₂)_xM或(RCO₂)_x-y（OH)_yM

式中R為C₈～C₂₀的飽和直鏈或支鏈烷基，或者為C₈～C₂₀的不飽和直鏈或支鏈烷基；M為+2價、+3價或+4價的金屬離子；x＝2～4，y＝0～2,且x>y；

所述表面活性劑的親水親油平衡值(HLB)>8；

所述的油為礦物油、植物油、廢機油、經植物油改性的油或回收的地溝油；所述經植物油改性的油為硫化植物油或者植物油與甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、三乙醇胺或聚乙二醇發生酯交換反應所得到的改性產物，或者是植物油與多乙烯多胺或二乙醇胺發生胺解反應生成的酰胺化產物。

所述的廢機油為機油在使用中混入了水分、灰塵、其他雜油和機件磨損產生的金屬粉末等雜質而廢棄后經回收得來的油。

所述的地溝油為由下水道、餐館等處回收的廢棄食用油經過過濾、加熱、沉淀、分離等處理工序后得到的油。

所述M優選為Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Cr³⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Zr⁴⁺或Ti⁴⁺。

所述三乙醇胺的質量分數優選為0.01～1％。

所述多乙烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。