[發明專利]鉆井液用石墨固體潤滑劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201410831648.3
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104559951A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 李尚坤;郭九成;郭楊;高國英;羅前程;劉君君;張宇航;張星;赤顏峰
• 申請（專利權）人: 河北光大石化有限公司
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 李志民

技術領域

本發明屬于石油化學品技術領域，涉及一種鉆井用添加劑，具體涉及一種鉆井液用石墨固體潤滑劑及其制備方法。

背景技術

隨著開采時間的增長和開采量的增加，開采難度也越來越大，鉆遇地層日趨復雜。鉆井過程中一個重要的問題是防卡和潤滑，因此在石油鉆井過程中經常需要用大量的鉆井液潤滑劑，以減小井壁與鉆具、鉆具與套管之間的摩阻，減少井下操作障礙，提高鉆井速度，降低生產成本。近年來鉆井液潤滑劑的研究取得很大進展，但仍存在一些問題，如①引起鉆井液發泡，鉆井液粘度、切力增大，不利于現場鉆井液性能維護處理。②極壓膜強度低，難以生物降解，含油鉆屑和廢棄鉆井液對環境造成嚴重污染

公開號為CN??103666410A的中國專利申請公開“一種鉆井液用潤滑劑及其制備方法，首先將?70~90?份固體石墨加入粉碎機中，加工成細度為?200?目的石墨細粉，然后將石墨細粉轉入帶攪拌機的容器中，邊攪拌邊加入?10-30?份壬基酚醚，并使其充分混合，最后通過包裝機進行稱重包裝”。該專利申請能降低鉆具在鉆進過程中的磨損，無熒光，并且對地質錄井無干擾。但是該專利申請使用大量的壬基酚醚有機原料，該環境貸造成污染，并且生產成本高。

發明內容

本發明的目的是提供一種鉆井液用石墨固體潤滑劑，以提高潤滑劑的潤滑性能，減少鉆具的磨損，延長鉆具的使用壽命。本發明的另一目的是提供一種鉆井液用石墨固體潤滑劑的制備方法。

本發明的技術方案為：鉆井液用石墨固體潤滑劑，按重量百分比包括如下：石墨?50～70、乳化劑?12～18、銨鹽8～12、硅酸鈉2～3和硫酸鈉7～10。

石墨為鱗片石墨，銨鹽為水解聚丙烯腈銨鹽，含有—COOH、—COONH4、—CONH2、—CN基團，分子量在10000～50000之間。乳化劑為1重量份的山梨糖醇酐油酸酯（Span80）、1重量份的油酸和10重量份的水混合而成。

鉆井液用石墨固體潤滑劑的制備方法，過程如下：

⑴按比例將石墨原料倒入反應器內,?攪拌；

⑵按比例稱取乳化劑，加入銨鹽、硅酸鈉、硫酸鈉，攪拌均勻；

⑶將步驟⑵中改性后的乳化劑倒人反應器內，攪拌反應1～3小時；

⑷打開反應器，放出石墨固體潤滑劑產品到接料車；

⑸取樣進行質量檢測，合格后裝袋稱量。

上述步驟在常溫常壓下進行。

反應器為捏合機。

本發明鉆井液用石墨固體潤滑劑用于各種水基鉆井液（淡水、海水、飽和鹽水）、油基鉆井液體系，推薦加量：3-5%（重量）。質量指標執行標準《鉆井液用石墨固體潤滑劑GD-2》Q/HGD?02-2014。

?本發明鉆井液用石墨固體潤滑劑具有更優良的潤滑性能，通過在鉆頭表面、鉆屑和鉆井液中的粘土顆粒上的物理、化學吸附，有利于改善鉆頭、鉆具和鉆屑的表面性質，減少鉆頭、鉆具及其它配件的磨損，延長鉆具和鉆頭的使用壽命。適用本法鉆井液用石墨固體潤滑劑能降低井壁和鉆具之間的摩擦，防止粘附卡鉆、減少泥包鉆頭。本發明鉆井液用石墨固體潤滑劑的制備過程簡單，易于實施，有利于降低生產成本。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細說明。本發明保護范圍不限于實施例，本領域技術人員在權利要求限定的范圍內做出任何改動也屬于本發明保護的范圍。

本發明鉆井液用石墨固體潤滑劑的制備方法，過程如下：

⑴將63%（wt）的鱗片石墨原料加入捏合機內,?進行攪拌；

⑵配置乳化劑，配置過程為：1重量份的山梨糖醇酐油酸酯（Span80）、1重量份的油酸（分子式C₁₈H₃₄O₂或CH₃(CH2)₇CH=CH(CH2)₇COOH。）和10重量份的水混合而成；

⑶稱取14.7%（wt）的乳化劑（具體乳化劑名稱）置入容器，加入10.5%（wt）水解聚丙烯腈銨鹽、2.8%（wt）硅酸鈉、8.77%（wt）硫酸鈉攪拌均勻；

⑷將步驟⑵中改性后的乳化劑倒人捏合機內，攪拌1～3小時；

⑸打開捏合機，放出石墨固體潤滑劑產品到接料車；

⑹取樣進行質量檢測，合格后裝袋稱量，質量檢驗數據見表1；

上述步驟在常溫常壓下進行。