一种水基钻井液润滑剂制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种水基钻井液润滑剂制备方法，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100℃～240℃，反应时间1h～15h，催化剂加入量0.05%～5%。本发明制备的润滑剂在具有泥浆中分散性好、抗高温、润滑性好的特点。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】一种水基钻井液润滑剂制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钻井用化学品【技术领域】，涉及一种水基钻井液润滑剂制备方法。
【背景技术】
[0002]随着水平井、定向井和大斜度井的不断增多，在石油钻井过程中，经常需要使用大量的钻井液润滑剂，以降低井壁与钻具、钻具与套管之间的摩阻，减少井下复杂情况，提高钻井速度。在石油钻井中常用的润滑剂有矿物油类、改性植物油类、乳化石蜡、表面活性剂类及多元醇和聚合醇类，除此还有塑料小球、玻璃微珠等固体润滑剂。尽管近年来，钻井液润滑剂研究取得很大进展，但仍存在以下问题:容易对钻井液性能产生不利影响，如引起钻井液发泡，使钻井液粘度、切力增大，不利于现场钻井液维护处理；润滑性能不理想，极压膜强度低，难以满足定向井高侧压力条件下的要求；荧光级别高，干扰地质录井；水溶性不好，钻井中容易析出油相，含油钻屑和废弃钻井液可对环境造成严重污染。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水基钻井液润滑剂制备方法。
[0004]本发明所述的水基钻井液润滑剂制备方法，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在一定条件下反应制得。原料脂肪酸和有机胺的物质的量比例为I~4:1，优选I~3:1 ;反应温度为100°C~240°C，优选100°C~220°C;反应时间Ih~15h，优选Ih~12h ;催化剂加入量0.05%~5%。
[0005]上述润滑剂及其制备工艺中: 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。
[0006]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。
[0007]所述反应催化剂为对甲基苯磺酸、亚磷酸、次亚磷酸、硫酸，加量为反应原料脂肪酸和有机胺总质量的0.05%~5%。
[0008]本发明的有效益果和特点:
(I)本发明制备的润滑剂在具有泥浆中分散性好、抗高温、润滑性好的特点。
[0009](2)本发明的钻井液用润滑剂可以与水混合，pH为7-10。
[0010](3)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】
[0011]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。
[0012]实施例1钻井液用润滑剂及其制备工艺
在反应器中加入288g辛酸和105g 二乙醇胺，0.4g对甲基苯磺酸，加热搅拌，逐步升温至170°C，反应8h，降温冷却，产物即为润滑剂1#。
[0013]实施例2钻井液用润滑剂及其制备工艺
在反应器中加入146g己二酸和133g 二异丙醇胺,0.5g对甲基苯磺酸,加热搅拌,逐步升温至160°C，反应6h，降温冷却，产物即为润滑剂2#。
[0014]实施例3钻井液用润滑剂及其制备工艺
在反应器中加入202g癸酸和68g甲胺，0.5g亚磷酸，加热搅拌，逐步升温至200°C，反应8h，降温冷却，产物即为润滑剂3#。
[0015]实施例4钻井液用润滑剂及其制备工艺
在反应器中加入404g癸酸和IOlg三乙胺，1.5g次亚磷酸、加热搅拌，逐步升温至100°C，反应12h，降温冷却，产物即为润滑剂4#。
[0016]实施例5钻井液用润滑剂及其制备工艺
在反应器中加入284g硬脂酸和二乙醇胺105g，4g亚磷酸，加热搅拌，逐步升温至2400C，反应4h，降温冷却，产物即为润滑剂5#。
[0017]实施例6钻井液用润滑剂及其制备工艺
在反应器中加入282g油酸和10.3g甲胺，0.6g对甲基苯磺酸，加热搅拌，逐步升温至2200C，反应8h，降温冷却，产物即为润滑剂6#。
[0018]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癸二酸和149g三乙醇胺，Ig次亚磷酸，加热搅拌，逐步升温至1400C，反应8h，降温冷却，产物即为润滑剂7#。
[0019]实施例8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。
[0020]
K1-^
1?: =--(I)
K1
式中:
Rk为润滑系数降低率 K1为基浆的润滑系数，
K2为加入润滑剂后的润滑系数。
[0021]按上述方法测定润滑剂1#、润滑剂2#、润滑剂3#、润滑剂4#、润滑剂5#、润滑剂6#、润滑剂7#的润滑系数降低率，其结果见表1。
[0022]表1润滑剂的润滑系数降低率
【权利要求】
1.一种水基钻井液润滑剂制备方法，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在催化剂的作用下反应制得，反应温度为100°c~240°C，反应时间Ih~15h，催化剂加入量0.05%~5%。
2.根据权利要求1所述的水基钻井液润滑剂制备方法，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、蓖麻油酸其中的一种或者几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的钻井液用润滑剂制备方法，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、氨气其中的一种或者几种的混合物。
4.根据权利要求1或2或3所述的水基钻井液用润滑剂制备方法，其特征在于所述脂肪酸和有机胺的物质的量比例为I~4:1。
5.根据权利要求1所述的水基钻井液润滑剂制备方法，其特征在于:所述反应催化剂为对甲基苯磺酸、亚磷酸、次亚磷酸、硫酸，加量为反应原料脂肪酸和有机胺总质量的0.05% ~5%ο
6.根据权利要求1所述的水基钻井液润滑剂制备方法，其特征在于:反应温度为100。。~220。。。
7.根据权利要求1所述的水基钻井液润滑剂制备方法，其特征在于:反应时间为Ih~12h。
8.根据权利要求4所述的水基钻井液润滑剂制备方法，其特征在于:原料脂肪酸和有机胺的物质的量比例为I~·3:1。
【文档编号】C09K8/035GK103849360SQ201210493701
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年11月28日 优先权日:2012年11月28日
【发明者】逯贵广, 徐冬梅, 袁俊秀, 封心颂, 王康 申请人:中国石油化工股份有限公司, 南化集团研究院