[發明專利]一種高密度鉆井液用抗溫抗鹽極壓潤滑劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201811353030.5
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109439294B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 郭東榮;王樹永;王美云
• 申請（專利權）人: 山東得順源石油科技有限公司
• 主分類號: C09K8/035
• 分類號: C09K8/035
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯玉山

本發明公開了一種高密度鉆井液用抗溫抗鹽極壓潤滑劑及其制備方法，屬于石油鉆井作業用助劑領域。為解決在高密度漿、高溫高鹽條件下潤滑劑潤滑效果不理想的問題，本發明將酯類基礎油和長鏈脂肪酸在50?95℃的條件下攪拌反應30min，再加入極壓添加劑、摩擦副表面改性劑在95?100℃下反應20min，最后加入乳化劑及消泡劑邊攪拌邊冷卻至室溫，制得一種在高溫、飽和鹽條件下潤滑性能優異的高密度鉆井液用極壓潤滑劑。與現有技術相比，本發明所得潤滑劑在密度為2.0g/cm³的高密度漿中180℃老化后極壓潤滑系數降低率大于80%，在密度為2.0g/cm³的飽和鹽水漿中150℃老化后極壓潤滑系數降低率大于80%，具有低增粘、起泡率低的優點，可用于深井、超深井、水平井及大斜度井等的鉆井作業。

技術領域

本發明涉及一種石油鉆井作業用助劑領域，特別涉及一種高密度鉆井液用抗溫抗鹽極壓潤滑劑及其制備方法。

背景技術

隨著深井、超深井等特殊條件井的不斷開發，對超高溫、超高壓地層的鉆探也隨之增多，為保證順利鉆探和開采，此類井一般采用高密度鉆井液。泥漿密度提高導致扭矩阻力和摩擦阻力明顯增大，極易發生粘卡事故。在鉆井液中添加適量潤滑劑，是改善鉆井液潤滑性能的常用方法。

目前，常規潤滑劑在低密度鉆井液中潤滑效果比較明顯，但在高溫、高固相及高含鹽量等苛刻條件下，由于交聯、降解、破乳、揮發等因素而失去活性，普遍存在增粘、易起泡、抗磨差、極壓潤滑性差及高熒光等問題。另外，現有潤滑劑技術多采用生物降解性差的礦物型潤滑劑，在環境中長期積累和富集，產生一系列環境問題，不利于繼續擴大應用。為有效降低鉆井中的摩擦阻力，保障鉆井作業的順利進行，對適用于高密度鉆井液抗溫抗鹽極壓潤滑劑的研究具有現實的重要意義。

研究適用于高密度鉆井液的抗溫抗鹽極壓潤滑劑存在以下難點：高密度鉆井液的高固相使鉆井液粘度切力增大導致摩擦阻力增高，潤滑性變差；高溫使得潤滑劑分子易發生降解、交聯、基團變異、解吸附及去水化作用，同時高溫條件下循環使潤滑劑揮發量增大，有效含量降低；高鹽使得潤滑劑易破乳而降低甚至失去潤滑效果。

在極壓潤滑劑的研究上，國外的研究進展以貝克休斯、哈里伯頓以及斯倫貝謝三大鉆井公司的為代表，國內多是在國外原有潤滑劑基礎上對其進行化學改性或者是利用植物油對其進行復合，極壓潤滑劑和合成潤滑劑都還屬于比較薄弱的品種。現有潤滑劑技術中，一般潤滑劑本身抗溫及抗鹽性能比較差，尤其在高密度漿、高溫高鹽條件下潤滑效果非常不理想，甚至會出現副作用，增加了深井鉆進過程中的壓差卡鉆，對鉆桿的磨損增加。

專利CN1329124A公開了一種鉆具在極高壓力下作業使用的極壓潤滑劑，可在極高負荷的條件下，在摩擦鉆具表面形成堅固的化學膜，適合在斜井和定向井中使用。專利CN101157850公開了一種用動植物油脂制備的抗高溫潤滑劑，是深井鉆井、探井及各種復雜井的高效潤滑劑。專利CN104893688A公開了一種抗高溫的鉆井液用潤滑劑，抗溫可達到200℃。上述專利均未涉及到在高密度漿中的抗溫及抗極壓性能。專利CN101486896公開了一種在高密度鉆井液中使用的潤滑劑，在密度為2.4g/cm³的高密度漿中，150℃老化后，其粘附系數降低率為50%，摩擦系數降低率為35%，但沒有涉及到在高密度飽和鹽中的抗溫性能。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種在高溫、飽和鹽條件下潤滑性能優異且無熒光、對鉆井液流變性影響較小的高密度鉆井液用極壓潤滑劑及其制備方法。

本發明之一是提供一種高密度鉆井液用抗溫抗鹽極壓潤滑劑，其技術方案是：以重量份數計包括以下組分：

酯類基礎油75-85重量份，

長鏈脂肪酸5-10重量份，

極壓添加劑5-10重量份，

摩擦副表面改性劑2-5重量份，