一种钻井液用微乳型润滑剂及其制备方法与流程

文档序号:11105921阅读:523来源:国知局

本发明涉及钻井工程化工助剂领域中的一种钻井液用微乳型润滑剂,特别涉及一种水基钻井液用热力学性能稳定的微乳型润滑剂及其制备方法。



背景技术:

  水基钻井液是应用最广泛的钻井液类型,在实际的现场应用中一直占据着主导地位,但是在水平井和大斜度井的施工过程中,其摩阻系数难以控制,因此要开发高效稳定的水基钻井液用润滑剂是必要的。

目前国内在提高钻井液润滑性性方面做了大量的研究工作,但缺少针对具有能在大温度范围内广泛适用的热力学稳定系的微乳型润滑剂的研究。李德忠等在《LDZ-1水溶性微乳润滑剂的研究》中合成了一种应用于工业制造用的可代替油基润滑剂的微乳型润滑剂(见《润滑与密封》,2003,1),基本原料为基础油、水、表面活性剂、防锈剂、抗氧化剂和缓蚀剂等。张雄等在《具有高效清洗性能的微乳润滑剂MELT的研究》中提出了一种具有良好稳定性、高效清洗性能的水溶性微乳润滑剂(见《华东师范大学学报》,2002,4)。公开号CN1699500的专利公开了一种钻井液用颗粒稳定乳液体系,包括矿物油或固体石蜡、阴离子表面活性剂、活性纳米固体颗粒、水等。这些技术的缺点或不足是:没有针对石油工业钻井液用的微乳润滑剂展开研究;稳定乳液体系的润滑剂成本较高,与水基钻井液的配伍不好;所有研究未涉及到环保性能评价。



技术实现要素:

本发明的目的是克服上述技术的不足,提供一种钻井液用微乳型润滑剂及其制备方法,能较好的与水基钻井液进行配伍,提高体系的润滑性;同时对钻井液流变性能影响较小,又能提高润滑性能,有效的降低摩阻、粘附系数,提高钻速。

为了达到本发明的目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种钻井液用微乳型润滑剂由矿物油或精炼地沟油、表面活性剂、无机盐、正丁醇和水组成,其中矿物油或精炼地沟油的重量百分比为10%~30%、表面活性剂的重量百分比为10%-15%、正丁醇重量百分比为10%-20%、无机盐重量百分比为2%~4%、余量为水。其中:

精炼过地沟油是将地沟油经过加热后过滤,然后向其中加入重量百分比为15%的碳酸钙和重量百分比为10%的盐水,低速搅拌,放置3-8小时后加入活性白土脱色,然后过滤滤液即为精炼地沟油。

表面活性剂为烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或一种以上与司盘80按重量比4-5:1-2配制而成。

无机盐为氯化钠、氯化钾、氯化铵的一种。

基于上述方案的一种钻井液用微乳型润滑剂制备方法是:首先将水倒入反应釜中,然后在2000r/min-3000r/min的搅拌速度下缓慢将表面活性剂加入反应釜中,待混合均匀后,缓慢的加入无机盐,完全溶解后,加入正丁醇和精炼地沟油或矿物油,静置5-10 小时。

本发明具有如下优点:

① 本发明针对钻井液用微乳润滑剂进行了研究,使用的油相成份为精炼地沟油。将地沟油精炼后用于润滑剂的生产既能满足工业生产的需求,又能解决地沟油带来的环保问题;

润滑剂与水迹钻井液具有良好的配伍性,对钻井液流变性能影响较小,又能有效降低摩阻系数和泥饼粘附系数;

本发明利用微纳米激光粒度仪进行测定,D90值小于300nm;本发明加入钻井液中,能有效降低泥饼粘附系数。经实验测定,粘附系数降低率最高为52.3%。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明,其中所涉及的百分比均为重量百分比。

实施例一:

首先将38%水倒入反应釜中,然后在2000r/min-3000r/min的搅拌速度下缓慢将十二烷基苯磺酸钠与司盘80按比例5:2加入反应釜中,总量为10%,待混合均匀后,缓慢的加入2%的氯化钠,完全溶解后,加入20%的正丁醇和30%的矿物油,静置5-10 小时。

实施例二:

首先将41%水倒入反应釜中,然后在2000r/min-3000r/min的搅拌速度下缓慢将十二烷基硫酸钠与司盘80按比例4:1加入反应釜中,总量为15%,待混合均匀后,缓慢的加入4%的氯化钾,但完全溶解后,加入10%的正丁醇和30%的精炼地沟油,静置5-10 小时。

实施例三:

首先将水倒入反应釜中,然后在2000r/min-3000r/min的搅拌速度下缓慢将烷基聚氧乙烯醚硫酸钠与司盘80按比例4:1加入反应釜中,总量为15%,待混合均匀后,缓慢的加入4%的氯化铵,但完全溶解后,加入10%的正丁醇和10%的精炼地沟油,静置5-10 小时。

精炼过地沟油经过加热后过滤,然后向其中加入重量百分比为15%的碳酸钙和重量百分比为10%的盐水,低速搅拌,放置3-8小时后加入活性白土脱色,然后过滤滤液即为精炼地沟油。

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