环保型抗高温钻井液抗磨剂及其制备方法

文档序号:9744346阅读:399来源:国知局
环保型抗高温钻井液抗磨剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钻井液助剂技术领域,是一种环保型抗高温钻井液抗磨剂及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 目前油田钻井液以"三磺"钻井液、"聚磺"钻井液为主兼有个别"环保"钻井液使 用,其中"三磺"钻井液和"聚磺"钻井液采用石油沥青作为防塌剂、矿物油类作为润滑剂和 磺化酚醛树脂及磺化褐煤作为降滤失剂,钻井液颜色为油糊状黑褐色,其生物毒性和生物 降解性均达不到环保的要求。而个别"环保"钻井液,其润滑剂主要由矿物油、乳化剂和清水 组成,防塌剂采用矿物石蜡或合成树脂,虽然钻井液颜色变浅了,但生物毒性和生物降解性 并没有改变,且该类"环保"钻井液使用温度低于120°C,推广受到环保要求及井底温度极大 限制。

【发明内容】

[0003] 本发明提供了一种环保型抗高温钻井液抗磨剂及其制备方法,克服了上述现有技 术之不足,其能有效解决现有钻井液生物毒性高、生物降解性低以及耐温性差的问题。
[0004] 本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种环保型抗高温钻井液抗磨 剂,原料按质量百分数计包括五硫化二磷16%至17%、异辛醇21%至22%、油酸16%至17%、二乙 磷铵0.7%至0.8%、氢氧化钾0.4%至0.6%、二锌化钼1.3%至1.4%、二基钾硅油0.3%至0.4%、碳 酸锌0.7%至0.75%、双硬脂酸铝0.9%至1.0%和余量的水。
[0005] 下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进: 上述原料按质量百分数计包括16.1%五硫化二磷、21.05%异辛醇、16.3%油酸、0.73%二 乙磷铵、0.45%氢氧化钾、1.31%二锌化钼、0.32%二基钾硅油、0.705%碳酸锌、0.91%双硬脂酸 铝和余量的水。
[0006] 上述原料按质量百分数计包括16.6%五硫化二磷、21.7%异辛醇、16.6%油酸、0.75% 二乙磷铵、0.5%氢氧化钾、1.35%二锌化钼、0.36%二基钾硅油、0.73%碳酸锌、0.96%双硬脂酸 铝和余量的水。
[0007] 上述五硫化二磷的质量纯度为90%至99%,异辛醇的质量纯度为90%至99%,油酸的 质量纯度为86%至95%,二乙磷铵的质量纯度为90%至96%,氢氧化钾的质量纯度为87%至96%, 二锌化钼的质量纯度为90%至96%,二基钾硅油的质量纯度为96%至100%,碳酸锌的质量纯度 为90%至96%,双硬脂酸铝的质量纯度为90%至96%。
[0008] 本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种根据上述技术方案所述的 环保型抗高温钻井液抗磨剂的制备方法,按下述步骤进行:称取适量的五硫化二磷、异辛 醇、油酸、二乙磷铵、氢氧化钾、二锌化钼、二基钾硅油、碳酸锌、双硬脂酸铝和水,将原料混 合均勾后从室温加热升温至160°C至185°C,然后,在该温度下保温160min至180min后降温 至20°C至25°C,搅拌均匀后即得到环保型抗高温钻井液抗磨剂。
[0009] 下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进: 上述将原料混合均匀后从室温加热升温至170°C,然后,在该温度下保温170min后降温 至23°C,搅拌均匀后即得到环保型抗高温钻井液抗磨剂。
[0010] 上述升温的速率为14°C/h至15°C/h。
[0011] 本发明利用天然高分子材料、生物质油和脂类进行改性合成和酯化反应得到的环 保型抗高温钻井液抗磨剂,不仅具有较低的生物毒性和更好的生物降解性,是一种环保型 钻井液助剂,并且能够减少套管、钻具以及泥浆栗缸套和凡尔的磨损、降低摩阻和扭矩、提 高钻速,有效降低钻井成本,而且具有更高的耐受温度,抗盐侵能力更强,因此更具推广价 值,进一步的,具有更好的抑制岩肩水化分散能力和较好的抑制页岩膨胀作用,因此本发明 的环保型抗高温钻井液抗磨剂是一种环保、耐高温的钻井液助剂,具有先进性、成熟性、经 济性的特点。
【具体实施方式】
[0012] 本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体 的实施方式。
[0013] 下面结合实施例对本发明作进一步描述: 实施例1,该环保型抗高温钻井液抗磨剂的原料按质量百分数计包括五硫化二磷16%至 17%、异辛醇21%至22%、油酸16%至17%、二乙磷铵0.7%至0.8%、氢氧化钾0.4%至0.6%、二锌化 钼1.3%至1.4%、二基钾硅油0.3%至0.4%、碳酸锌0.7%至0.75%、双硬脂酸铝0.9%至1.0%和余 量的水。
[0014] 实施例2,该环保型抗高温钻井液抗磨剂的原料按质量百分数计包括五硫化二磷 16%或17%、异辛醇21%或22%、油酸16%或17%、二乙磷铵0 · 7%或0 · 8%、氢氧化钾0 · 4%或0 · 6%、二 锌化钼1.3%或1.4%、二基钾硅油0.3%或0.4%、碳酸锌0.7%或0.75%、双硬脂酸铝0.9%或1.0% 和余量的水。
[0015] 实施例3,作为上述实施例的优化,五硫化二磷的质量纯度为90%至99%,异辛醇的 质量纯度为90%至99%,油酸的质量纯度为86%至95%,二乙磷铵的质量纯度为90%至96%,氢氧 化钾的质量纯度为87%至96%,二锌化钼的质量纯度为90%至96%,二基钾硅油的质量纯度为 96%至100%,碳酸锌的质量纯度为90%至96%,双硬脂酸铝的质量纯度为90%至96%。
[0016] 实施例4,作为上述实施例的优化,该环保型抗高温钻井液抗磨剂按下述制备方法 得到:称取适量的五硫化二磷、异辛醇、油酸、二乙磷铵、氢氧化钾、二锌化钼、二基钾硅油、 碳酸锌、双硬脂酸铝和水,将原料混合均匀后从室温加热升温至160°C至185°C,然后,在该 温度下保温160min至180min后降温至20°C至25°C,搅拌均匀后即得到环保型抗高温钻井液 抗磨剂。
[0017] 实施例5,该环保型抗高温钻井液抗磨剂按下述制备方法得到:原料按质量百分数 计称取16%五硫化二磷、21 %异辛醇、16%油酸、0.7%二乙磷铵、0.4%氢氧化钾、1.3%二锌化钼、 0.4%二基钾硅油、0.7%碳酸锌、0.9%双硬脂酸铝和余量的水,将原料混合均匀后从室温加热 升温至160°C,然后,在该温度下保温160min后降温至25°C,搅拌均匀后即得到环保型抗高 温钻井液抗磨剂。
[0018] 实施例6,该环保型抗高温钻井液抗磨剂按下述制备方法得到:原料按质量百分数 计称取17%五硫化二磷、22%异辛醇、17%油酸、0.8%二乙磷铵、0.6%氢氧化钾、1.4%二锌化钼, 0.3%二基钾硅油,0.75%碳酸锌,1.0%双硬脂酸铝和余量的水,将原料混合均匀后从室温加 热升温至185°C,然后,在该温度下保温180min后降温至20°C,搅拌均匀后即得到环保型抗 高温钻井液抗磨剂。
[0019] 实施例7,该环保型抗高温钻井液抗磨剂按下述制备方法得到:原料按质量百分数 计称取16.1%五硫化二磷、21.05%异辛醇、16.3%油酸、0.73%二乙磷铵、0.45%氢氧化钾、 1.31%二锌化钼、0.32%二基钾硅油、0.705%碳酸锌、0.91%双硬脂酸铝和余量的水,将原料混 合均匀后从室温加热升温至170°C,然后,在该温度下保温170min后降温至23°C,搅拌均匀 后即得到环保型抗高温钻井液抗磨剂。
[0020] 实施例8,该环保型抗高温钻井液抗磨剂按下述制备方法得到:原料按质量百分数 计称取16.6%五硫化二磷、21.7%异辛醇、16.6%油酸、0.75%二乙磷铵、0.5%氢氧化钾、1.35% 二锌化钼、0.36%二基钾硅油、0.73%碳酸锌、0.96%双硬脂酸铝和余量的水,将原料混合均匀 后从室温加热升温至170°C,然后,在该温度下保温170min后降温至23°C,搅拌均匀后即得 到环保型抗高温钻井液抗磨剂。
[0021] 实施例9,作为实施例4和实施例5的优化,升温的速率为14°C/h至15°C/h。
[0022] 将根据本发明实施例4至实施例8得到的环保型抗高温钻井液抗磨剂与目前使用 较普遍的钻井液助剂同类产品根据新疆德邦石油科技有限公司的Q/XDBS 004-2014标准进 行抗磨性能的检测,得到如表1所示的数据。根据新疆德邦石油科技有限公司的Q/XDBS 004-2014标准,当检测的数值越大,说明钻井液助剂的磨损量越小,检测数值与磨损量之间 成反比关系,由表7中的数据可以看出,根据本发明实施例得到的环保型抗高温钻井液抗磨 剂和现有同类产品在抗磨性能方面均能达标,但是根据本发明实施例得到的环保型抗高温 钻井液抗磨剂的磨损量相比现有同类产品的磨损量更小,因此,根据本发明实施例得到的 环保型抗高温钻井液抗磨剂具有更好的抗磨性,在实际使用时,能够有效减少套管、钻具以 及泥浆栗缸套和凡尔的磨损。
[0023] 将根据本发明实施例4至实施例8得到的环保型抗高温钻井液抗磨剂与目前使用 较普遍的钻井液助剂同类产品进行钻井方面技
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