[發明專利]潤滑劑及潤滑劑的制備方法、鉆井液及鉆井液的制備方法

在審

• 申請號: 202110474733.9
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113136178A
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 白楊;李宏波;羅平亞;劉德秩;謝剛;黃丹超;劉春艷
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C09K8/03
• 分類號: C09K8/03;C09K8/14
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 胡曉麗

本發明公開了一種潤滑劑及潤滑劑的制備方法、鉆井液及鉆井液的制備方法，潤滑劑的原料組成包括：薄荷醇晶體、黃原膠、納米二氧化硅和表面活性劑。鉆井液的原料組成包括水、膨潤土、碳酸鈉、氫氧化鈉、包被劑、降濾失劑、封堵劑、潤滑劑和加重劑；所述潤滑劑為上述的一種潤滑劑，或權上述的一種潤滑劑的制備方法制備的潤滑劑。本發明提供的潤滑劑能夠提高水基鉆井液體系的潤滑性能，減少鉆井過程中發生的下鉆遇阻、卡鉆等一系列事故，節約鉆井周期；同時滿足相關環保要求，綠色并對環境友好。

技術領域

本發明涉及油氣鉆探技術領域，具體涉及鉆井液技術領域，更具體涉及一種潤滑劑及潤滑劑的制備方法、鉆井液及鉆井液的制備方法。

背景技術

近年來，隨著地下淺層的石油儲量日益減少，大位移長水平段井、定向井、從式井及超深井等復雜工藝井的鉆探比重不斷增大，普通水基鉆井液體系的潤滑性能難以滿足需求。特別是在深井和大位移井的鉆探過程中，由于井下鉆具和井壁的高摩阻，往往容易出現起下鉆遇阻、卡鉆等復雜事故，同時井下高摩阻，還會帶來高扭矩，高環空循環壓耗，從而極大浪費鉆機的能耗，減少鉆頭破巖的效率。相較于油基鉆井液來說，水基鉆井液具有環保、成本低等優點，是當前也是未來的主要應用的鉆井液體系，但其潤滑性能較差，嚴重制約了其在大位移井、水平井等復雜結構井的推廣與使用。通過向水基鉆井液中加入潤滑劑，可顯著提升體系的潤滑性能。潤滑劑分子可以吸附在鉆具與井壁、鉆具與套管之間，大大地降低摩擦、減小扭矩及摩阻。

常規潤滑劑往往存在與鉆井液體系不配伍的問題，特別是在高密度鉆井液中易造成體系黏度增大，影響體系的流變性；此外抗磨、抗溫性能也較差。同時，常規潤滑劑還易導致鉆井液起泡，產生安全隱患。

此外，隨著潤滑產品的大量使用，潤滑油(劑)在使用過程中，仍有接近10％的潤滑劑由于拆裝、運輸、機器運轉等原因，流入到環境中對環境造成了污染和破壞，僅歐盟國家每年就大約有其潤滑產品消耗量的13％的潤滑油由于各種原因流入到環境中并造成污染。早期的如以礦物油、瀝青為主要成分的潤滑油、潤滑劑已逐漸被淘汰。

因此，急需一種既能滿足提升鉆井液潤滑性能，并且不破壞鉆井液體系其它性能，又較為環保的高性能鉆井液潤滑劑。

發明內容

基于上述技術背景，本發明提供了解決上述問題的一種潤滑劑的制備方法、鉆井液及鉆井液的制備方法，提供的潤滑劑能夠提高水基鉆井液體系的潤滑性能，減少鉆井過程中發生的下鉆遇阻、卡鉆等一系列事故，節約鉆井周期；同時滿足相關環保要求，綠色并對環境友好。

本發明通過下述技術方案實現：

一種潤滑劑，原料組成包括：薄荷醇晶體、黃原膠、納米二氧化硅和表面活性劑。

本發明充分利用薄荷醇具有蒸發冷卻的特性、以及黃原膠的增稠、潤滑、高溫穩定性能等因素，且薄荷醇和黃原膠可生物降解；同時利用表面活性劑作為反應增強劑，與納米顆粒一起使用，可以使納米顆粒在水溶液中均勻分布，從而獲得一種具有良好潤滑、高溫穩定性和抑制性的潤滑劑。

薄荷醇可購自山東豐泰生物科技有限公司，型號為FT11。其為無色針狀結晶或粒狀，以游離和酯的狀態存在，溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯。

黃原膠可購自山東化工產品有限公司。黃原膠又稱黃膠、漢生膠，是一種由黃單胞桿菌發酵產生的細胞外酸性雜多糖。是由D-葡萄糖、D-甘露糖和D-葡萄糖醛酸按2:2:1組成的多糖類高分子化合物，相對分子質量在100萬以上。黃原膠的二級結構是側鏈繞主鏈骨架反向纏繞，通過氫鍵維系形成棒狀雙螺旋結構。

納米二氧化硅可購自北京德科島金科技有限公司，型號為DK系列。納米二氧化硅產品為白色粉末，具有顆粒尺寸小、微孔多、比表面積大、表面羥基含量高、化學穩定性好、耐高溫等優點，同時經過特殊工藝，可使得其具有親水或親油的特性。