一种钻井液用润滑剂的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种钻井用高效润滑剂及其制备方法，该润滑剂是由8碳原子以上的脂肪酸和有机胺在一定条件下反应制得。原料脂肪酸和有机胺的物质量比例为1～4∶1，反应温度为70℃～220℃，反应时间0.2h～8h，为了提高反应的转化率，减少反应过程中水对反应的影响，通常采用向反应液中加入吸水剂除水、通氮气带水以及有机溶剂与水共沸除水的工艺。本发明制备的润滑剂在具有润滑性好、抗高温的特点。本发明工艺操作简单，设备要求低，对环境无污染，容易大规模工业化生产。
【专利说明】一种钻井液用润滑剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于石油化工钻井【技术领域】，提供一种钻井液用润滑剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]在石油钻井过程中，经常需要在钻井液中添加润滑剂，增加钻井液体系的润滑性能，降低井壁与钻具、钻具与套管之间的摩阻，提高钻井速度。在钻井中常用的润滑剂主要有液体润滑剂和固体润滑剂两大类，液体润滑剂主要有矿物油、乳化石蜡、表面活性剂类及聚合醇类，固体润滑剂主要有塑料小球、玻璃微珠等。在现场钻井中，为了提高钻井液的润滑性，降低钻井成本，有时候直接向钻井液中加入一定量的原油来提高钻井液的润滑性。
[0003]随着全世界各油田的开发逐渐进入中后期，钻井作业的难度和油气井开发成本都在急剧地增加。典型的闻难度井有超深井、闻温井、闻压井、大位移井和深水平井，在多数情况下，井身剖面设计越复杂，在钻井中遇到的井下复杂情况也越多，经常遇到的问题有扭矩过大、起下钻遇阻、卡钻、机械钻速低、井眼失稳、井漏和地层伤害等，研发新型高效同时价格低廉的润滑剂，提高钻井液的润滑性以减少卡钻、保证井下安全，提高钻井速度显得尤为重要和迫切。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钻井液用高效润滑剂的制备方法。
[0005]本发明所述的钻井液用高效润滑剂的制备方法，其特征在于:所述润滑剂是由8个碳原子以上的脂肪酸和有机胺制得；原料脂肪酸和有机胺的物质量比例为I~4:1，反应温度为70°C~220°C，反应时间0.2h~8h，同时为了提高反应的转化率，减少反应过程中水对反应的影响，通常采用向反应液中加入吸水剂除水、通氮气带水以及苯水共沸除水的工艺。
[0006]一般地，上述钻井液用高效润滑剂的制备方法中。
[0007]所述脂肪酸为辛酸、油酸、硬脂酸、癸酸、癸二酸、己二酸、蓖麻油酸其中的一种或者几种的混合物。
[0008]所述有机胺为甲胺、二甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、DMF、二甘醇胺、二异丙醇胺、三乙胺、氨气其中的一种或者几种的混合物。
[0009]所述吸水剂为:无水碳酸钾、无水碳酸钠、沸石、硅胶中的一种或者两种的混合物，吸水剂加入量为原料加入量的2%~20%。
[0010]所述的有机溶剂与水共沸除水中的有机溶剂为:苯、甲苯、己烷、氯仿中的一种或者两种的混合物，溶剂加入量与原料加入量质量比为0.2^2:1。
[0011 ] 本发明的有效益果和特点:
(I)本发明制备的润滑剂具有抗高温、润滑性好的特点。
[0012](2)本发明工艺操作简单，设备要求低，对环境无污染，容易大规模工业化生产。【具体实施方式】
[0013]为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明发明的内容，但本发明的内容不仅限于下面的实施例。
[0014]实施例1钻井用润滑剂及其制备工艺
在反应器中加入280.0g辛酸和100.0g 二乙醇胺，通氮气带水，加热搅拌，逐步升温至170°C，反应3h，关闭氮气，降温冷却，产物即为润滑剂1#。
[0015]实施例2钻井用润滑剂及其制备工艺
在反应器中加入146.0g己二酸、133.0g 二异丙醇胺和20.0g无水碳酸钾,通氮气置换2^3次，加热搅拌，逐步升温至150°C，反应5h，降温冷却，过滤除去碳酸钾，产物即为润滑剂2#。
[0016]实施例3钻井液用润滑剂及其制备工艺
在反应器中加入200.0g癸酸、60.0g甲胺和26.0g无水碳酸钠，加热搅拌，逐步升温至2000C，反应4h，降温冷却，过滤除去碳酸钠，产物即为润滑剂3#。
[0017]实施例4钻井液用润滑剂及其制备工艺
在反应器中加入404.0g癸酸、101.0g三乙胺、100.0g苯，加热搅拌，逐步升温至80°C，反应6h，降温冷却，减压蒸馏出苯及其它低沸点的物质，产物即为润滑剂4#。
[0018]实施例5钻井液用润滑剂及其制备工艺
在反应器中加入284.0g硬脂酸、二乙醇胺105.0gUO0.0g氯仿，加热搅拌，逐步升温至75°C，反应6h，降温冷却，减压蒸馏出氯仿及其它低沸点的物质，产物即为润滑剂5#。
[0019]实施例6钻井液用润滑剂及其制备工艺
在反应器中加入282.0g油酸、34.0g甲胺，30.0g无水碳酸钠，加热搅拌，逐步升温至190°C，反应3h，降温冷却，过滤除去碳酸钠，产物即为润滑剂6#。
[0020]实施例7钻井液用润滑剂及其制备工艺
在反应器中加入202.0癸二酸和149.0g三乙醇胺，通氮气带水，加热搅拌，逐步升温至1800C，反应3h，降温冷却，产物即为润滑剂7#。
[0021]钻井液用润滑剂的性能测试
本发明涉及的润滑剂的摩阻系数测定实验如下:
试样配置:在400mL去离子水中加入16g实验室评价用钠土，在高速搅拌器上以11000转/分的转速高速搅拌20min，其间至少停两次，以刮下粘附在容器壁上的黏土，在密闭容器中养护24h，即得含土量为4%的基浆。在4%基浆中加入0.2%-3%的润滑剂，高速搅拌混合均匀，然后在在密闭容器中养护24h，即得测试样品；
润滑系数测定:将基浆和加入润滑剂的基浆高速搅拌5min，在E-P极压润滑联用仪上测定基浆及加入润滑剂后的润滑系数，测定方法依据SY/T 6094-94钻井液用润滑剂评价程序，并用式(I)计算润滑系数降低率。
[0022]
【权利要求】
1.一种钻井用润滑剂的制备方法，其特征在于该润滑剂是由8个碳原子以上的脂肪酸和有机胺反应制得，原料脂肪酸和有机胺的物质量比例为I~4:1，反应温度为70V~220°C，反应时间0.2h~8h，在反应过程中加入吸水剂除水、通氮气带水或有机溶剂与水共沸除水。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述脂肪酸为:辛酸、油酸、硬脂酸、癸酸、癸二酸、己二酸、蓖麻油酸中的一种或者几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述有机胺为:甲胺、二甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、DMF、二甘醇胺、二异丙醇胺、三乙胺、氨气中的一种或者几种的混合物。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的吸水剂为:无水碳酸钾、无水碳酸钠、沸石、硅胶中的一种或者两种的混合物，吸水剂加入量为原料加入量质量分数的2%~20%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂与水共沸除水中的有机溶剂为:苯、甲苯、己烷、氯仿中的一种或者两种的混合物，溶剂加入量与原料的质量比为0.2~2:1。
6.根据权利要求1飞所述的制备方法，其特征在于所述的反应温度为75°C~190°C。
7.根据权利要求1-5所述的制备方法，其特征在于所述的反应时间为3tT6h。
【文档编号】C07C233/05GK103864636SQ201210547359
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年12月17日 优先权日:2012年12月17日
【发明者】江瑞晶, 袁俊秀, 戴杰, 逯贵广, 徐冬梅, 封心领 申请人:中国石油化工股份有限公司, 南化集团研究院