[發(fā)明專利]一種鉆井液用清潔潤(rùn)滑劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410834191.1
• 申請(qǐng)日: 2014-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN104531096A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李尚坤;郭九成;郭楊;高國(guó)英;羅前程;劉君君;張宇航;張星;赤艷峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北光大石化有限公司
• 主分類號(hào): C09K8/03
• 分類號(hào): C09K8/03
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 陳建民;李志民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種潤(rùn)滑劑，具體涉及一種鉆井液用清潔潤(rùn)滑劑。

背景技術(shù)

鉆垂直井時(shí)鉆柱旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩阻力和起下鉆的摩擦阻力用普通鉆井液就能克服，不需另加潤(rùn)滑劑。但在定向井和水平井施工中，隨著井斜角的增大，鉆具和井壁的接觸面積以及摩擦阻力和扭矩阻力隨之增大。影響阻力的因素有許多，但其大小主要取決于鉆具和井壁的接觸面積。顯然，在定向井和水平井中減少鉆具和井壁的接觸面積是不可能的，研制開發(fā)高效鉆井液潤(rùn)滑劑是解決問題的唯一途徑。

另外，在石油鉆井過程中，鉆頭泥包使鉆頭無法有效克服地層巖石，導(dǎo)致鉆速變慢，例如鉆遇泥頁(yè)巖時(shí)，這類地層很容易水化膨脹而發(fā)生鉆頭泥包。在處理無效的情況下，只有起鉆手動(dòng)清除，因此造成下鉆次數(shù)增多。鉆頭泥包降低了鉆井時(shí)效利用率，嚴(yán)重制約鉆井速度的提高，延長(zhǎng)了鉆井周期。

為了滿足了鉆井過程中的潤(rùn)滑作用，還可以起到對(duì)鉆頭泥包的清潔作用，技術(shù)人員研發(fā)出了清潔潤(rùn)滑劑。所述清潔潤(rùn)滑劑也叫快鉆劑或增速劑，其可以清潔鉆頭，防止鉆頭泥包；還可改善鉆井液的潤(rùn)滑性，降低扭矩及鉆具的摩擦阻力；再者還可以快速滲透新鮮切削面，輔助破碎巖石。

此外，當(dāng)井內(nèi)壓力增大時(shí)，鉆具在切削面的接觸部分會(huì)承擔(dān)更大的磨阻，為了降低金屬接觸截面的磨阻，技術(shù)人員又研發(fā)出了一種極壓潤(rùn)滑劑，該類產(chǎn)品在高壓下也能在金屬表面形成一層堅(jiān)固的化學(xué)膜，以降低金屬接觸界面的摩阻，故更適應(yīng)水平井中高壓力情況下的降摩阻需要。

目前，對(duì)上述潤(rùn)滑劑的研發(fā)已多有報(bào)道。中國(guó)專利CN0115906.5公開了一種重量組成為：硫化脂肪酸或硫化油5~20%、脂肪酸0~40%、脂肪酸酯10~50%、表面活性劑0.5~3%、閃點(diǎn)高于80℃的白油30~60%的用于水基鉆井液的極壓潤(rùn)滑劑，其潤(rùn)滑劑可有效降低鉆具扭矩、提高鉆速，延長(zhǎng)鉆頭壽命，減少對(duì)鉆具的磨損。中國(guó)專利CN201110205725.0公開了一種重量百分比為白油30~70%、油酸18~30%、油酸甲酯10~20%、消泡劑1~10%和極壓劑1~10%的鉆井液用高效防粘卡潤(rùn)滑劑。該潤(rùn)滑劑不會(huì)引起鉆井液指標(biāo)變化，而能對(duì)影面對(duì)軟面（鉆具對(duì)泥餅）和硬面對(duì)硬面（鉆具對(duì)巖石）都能起到潤(rùn)滑作用，且潤(rùn)滑效果好。

但是，無論對(duì)于哪種潤(rùn)滑劑，其在鉆具表面的分散性越好，則其形成的潤(rùn)滑劑膜的穩(wěn)定性則越好，相應(yīng)的潤(rùn)滑效果就越好。因此，如何將潤(rùn)滑劑更好的分散于鉆具表面，獲得更好的潤(rùn)滑效果，成為鉆井用清潔潤(rùn)滑劑改良的另一個(gè)重要的方面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種成本低、分散效果好、成膜穩(wěn)定的鉆井用清潔潤(rùn)滑劑。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種鉆井液用清潔潤(rùn)滑劑，其包含如下重量百分比的組分：白油75~92%、乳化劑5~15%、消泡劑2~5%和極壓劑1~5%；所述乳化劑包含Span80、油酸和水。

其中，所述組分的重量百分比為：白油80%、乳化劑12%、消泡劑4%和極壓劑4%。

其中，所述的白油為白油7^#。

其中，所述的消泡劑為聚硅氧烷。

其中，所述的極壓劑為二硫化鉬。

其中，所述的乳化劑的各組分按重量配比為：0.8~1.5重量份的Span80、0.8~0.5重量份的油酸和8~12重量份的水。

優(yōu)選的，所述的乳化劑各組分按重量配比為：1重量份的Span80、1重量份的油酸和10重量份的水。

本發(fā)明的一種制備鉆井液用清潔潤(rùn)滑劑的方法，其特征在于其包括以下步驟：

1）??取Span80、油酸和水配制成乳化劑；

2）??向反應(yīng)釜中加入白油，加熱，升溫至70~90℃；

3）??向步驟2）的反應(yīng)釜中加入乳化劑和消泡劑，恒溫?cái)嚢?小時(shí)；

4）??向步驟3）的反應(yīng)釜中加入極壓劑，攪拌均勻，即得到鉆井液用清潔潤(rùn)滑劑產(chǎn)品。

其中，所述步驟2）中的溫度為80℃。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明采用礦物油、乳化劑、消泡劑和極壓劑復(fù)合而成。其中，乳化劑采用Span80、油酸和水進(jìn)行配比來制備。該乳化劑可提高潤(rùn)滑劑在鉆具表面的分散性，形成穩(wěn)定的潤(rùn)滑劑層，提高潤(rùn)滑性能。

另外，本發(fā)明可通過在鉆頭表面、鉆屑和鉆井液中的粘土顆粒上的靜電作用和物理、化學(xué)吸附，不但能夠改善鉆頭、鉆具和鉆屑的表面性質(zhì)，提高井眼的清潔率，減少鉆頭泥包，還能改善鉆井液的潤(rùn)滑效果，能有效地降低鉆井液的摩阻和扭矩，提高鉆井速度。