专利名称：一种钻井液用固体润滑剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种油田钻井液所用的助剂，具体地说，是涉及油田钻井液用的润滑剂及其制备方法。
背景技术：
钻井液的润滑防卡问题是钻井工程，特别是深井、定向井、水平井、多分支井等复杂井钻井过程中经常遇到的技术难题。在我国油田开发中，随着开采时间的增长和开采量的增加，开采难度也越来越大，因此钻井工作者普遍采用了各种钻井新工艺、新技术，如深井、超深井、水平井、大位移井、多分支井、小井眼井等来开发油气田。在这些钻井过程中，一个很重要的问题就是防卡润滑，以保证钻井工程的顺利进行，降低成本，提高效率。
目前提高钻井液润滑性能的主要方法有三种，一是在钻井液中混入原油、矿物油或植物油，同时加入大量的表面活性剂和助表面活性剂来提高乳化稳定性，促进原油或矿物油在钻井液中充分的均匀分散；二是在钻井液中加入有机聚合物润滑剂，如聚合醚润滑剂、聚合醇润滑剂等，这类钻井液有类似油基钻井液的性能，同时具有表面活性剂的双亲特性；三是在钻井液中加入一些固体惰性润滑材料，如塑料小球、玻璃小球、石墨等，这类润滑剂不与钻井液发生化学作用，通过改变钻具与井壁的摩擦方式来降低摩阻。
目前这些常用的钻井液用润滑剂多为液体，在偏远地区和交通不便地区使用、运输不方便，同时还容易污染环境，特别是遇到高温地层时，常规钻井液用润滑剂容易失效，不能抗高温，这时就需要一种新型的抗高温的钻井液用固体润滑剂。
膨润土是一种性能优良用途广泛的无机矿物，它有膨胀性、吸附性、阳离子可交换性、分散性和悬浮性，因此可以作为固体润滑剂的载体，通过物理和化学方法与阳离子和阴离子表面活性剂作用，利用膨润土的电性，在膨润土的晶层插入阳离子表面活性剂，同时利用膨润土的膨胀性和吸附性，在其表面与阴离子表面活性剂反应，合成了一种新型的钻井液用固体润滑剂。表面活性剂与膨润土进行了物理化学反应，形成了一种非晶体结构物质，具有很高的表面活性，提高了润滑性能。这种润滑剂具有运输使用方便、加量少、润滑性能好、抗高温等优点。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有钻井液用润滑剂的不足之处，而提供一种生产简便、价格低廉、性能优良的抗高温钻井液用固体润滑剂，及其制备方法。
本发明的目的可以通过如下措施来实现一种钻井液用固体润滑剂是由下述重量％的原料制成钠基膨润土60％～80％、阳离子表面活性剂(十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵)10％～20％、阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠)10％～20％和有机硅消泡剂1％。
制备方法为1.在水中加入15％~20％(重量比)的钠基膨润土，边加入边搅拌，水化分散成凝胶状，老化10小时；2.在上述凝胶中加入10％～20％(与土的重量比例)的阳离子表面活性剂，老化5小时；3.加入10％～20％(与土的重量比例)的阴离子表面活性剂；4.在95℃干燥上述混合物，粉碎成150目，包装即可。
产品指标见表1表1
注1.基浆配方为在水中加入5％(重量比)的一级钻井液膨润土；2.固体润滑剂用钠基膨润土为一级钻井液用膨润土。
具体实施例方式
下面列举一个实施例，对本发明加以进一步说明，但本发明不只限于这个实施例。
实施例1在搅拌器中加入400千克水，边搅拌边加入70千克钠基膨润土，搅拌分散成凝胶状，老化5小时；加入有效含量为50％的工业级十二烷基三甲基溴化铵30千克，搅拌均匀，老化5小时；再加入工业级十二烷基硫酸钠7.5千克，工业级十二烷基苯磺酸钠7.5千克和有机硅消泡剂1千克，搅拌均匀，在干燥器中干燥，粉碎成150目粉末，包装即可得到100千克固体润滑剂。
本实例所用原材料都可从市场上买到。
权利要求
1.该钻井液用固体润滑剂，其特征在于该固体润滑剂由钠基膨润土、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和少量消泡剂合成。该固体润滑剂是由下述重量％的原料制成钠基膨润土60％～80％、阳离子表面活性剂(十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵)10％～20％、阴离子表面活性剂(十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠)10％～20％和有机硅消泡剂1％。
2.该钻井液用固体润滑剂的制备方法，其特征在于，该方法的实施步骤如下先预水化钠基膨润土成凝胶，搅拌均匀，老化5小时；加入上述权利要求1所述的阳离子表面活性剂，搅拌均匀，老化5小时；再加入上述权利要求1所述的阴离子表面活性剂和消泡剂，搅拌均匀；然后放入干燥器中干燥，干燥温度为95℃，最后粉碎包装即可。
全文摘要
本发明提供了一种新型的钻井液用固体润滑剂，该固体润滑剂是由下述重量％的原料制成钠基膨润土60％～80％、阳离子表面活性剂10％～20％、阴离子表面活性剂10％～20％和少量消泡剂。该产品为固体粉末，运输、使用方便，加量少，抗高温。在膨润土钻井液中加入0.5％该产品，同时加入5％的柴油，钻井液摩阻系数可从原来的0.36降低到0.062，而且加入后，钻井液流变性没有大的变化。该产品所用原材料成本较低，制备方法简单，易于实施，其润滑性、流变性、抗高温性均优于现有类似钻井液用固体润滑剂。
文档编号C09K8/035GK1861736SQ20051006919
公开日2006年11月15日 申请日期2005年5月13日 优先权日2005年5月13日
发明者王贵和, 王定峰 申请人:王贵和, 王定峰