钻井液用多功能低聚型润滑剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及钻井液用润滑剂及其制备方法【技术领域】；该钻井液用多功能低聚型润滑剂，原料按重量份数组成为30份至45份单体A、15份至20份单体B、45份至70份溶剂、0.05份至0.2份引发剂。本发明通过对相应的不饱和脂肪酸进行针对性的嵌段共聚得到钻井液用多功能低聚型润滑剂，具有润滑性能好、降滤失效果、降粘效果和消泡效果好的特点，本发明钻井液用多功能低聚型润滑剂可在钻井液形成的泥饼表面构成一层亲油憎水膜，对保护油气层有良好效果，从而达到了一剂多效的目的；同时本发明钻井液用多功能低聚型润滑剂加入到钻井液中，其它助剂就会少加甚至不加，从而降低了钻井成本，减少了资源流失，也有利于环境保护。
【专利说明】钻井液用多功能低聚型润滑剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钻井液用润滑剂及其制备方法【技术领域】，是一种钻井液用多功能低聚型润滑剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]以前在各大油田所用润滑剂所用材料基本采用较单一的润滑脂类材料与各类油品复配的产品，由于结构单一，耐低温能力较弱，在北方昼夜温差较大时，会出现凝析、分层甚至冻结的现象，此时该类产品很难发挥其应有的效果。目前的钻井液用润滑剂体系基本为复配体系，仅靠润滑脂亲油链的现有长度及提高相应的加量来维持其润滑效果，不利于操作和环保。该类润滑剂作用较单一，降滤失、降粘、消泡效果不明显。需要对钻井液添加多种助剂方可实现此效果，导致资源流失，不利于环境保护。近年来，各大油田广泛采用多功能钻井助剂，以达到节能增效的目的。但目前基本采用复配的模式，未能达到一剂多效的效果。而一旦采取结构改性的产品存在着成本高，应用范围受限制的问题。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种钻井液用多功能低聚型润滑剂及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有钻井液用润滑剂需加入多功能钻井助剂而存在成本高和应用受限而导致资源流失和不利于环境保护的问题。
[0004]本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的:一种钻井液用多功能低聚型润滑剂，原料按重量份数组成为30份至45份单体A、15份至20份单体B、45份至70份溶剂、
0.05份至0.2份引发剂。
[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:
上述钻井液用多功能低聚型润滑剂按下述方法得到:将所需量的单体A、单体B和溶剂加入反应釜中并搅拌均匀，加热反应釜使反应釜中物料温度升高至55°C至80°C，把所需量的引发剂分两次加入反应釜中，每次引发剂的加入量为所需量引发剂的一半，加入的间隔时间为I分钟至10分钟，然后对反应釜抽真空处理，待反应釜内有白色絮状物出现时静置2小时至3小时后得到钻井液用多功能低聚型润滑剂。
[0006]上述搅拌速率为40转/分钟至90转/分钟；或/和，反应釜内的真空度为-0.05MPa 至-0.08MPa。
[0007]上述单体A为十六烷基不饱和脂肪酸、十八烷基不饱和脂肪酸和棉籽油脂中的一种以上；或/和，单体B为丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵和甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵中的一种以上；或/和，溶剂为-35#柴油机清洁燃料、液体石蜡和白油中的一种以上。
[0008]上述引发剂为偶氮二异丁腈；或者引发剂为过氧化苯甲酰；或者引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠按摩尔比为0.8:1至1.2:1配成的混合物。
[0009]本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的:一种钻井液用多功能低聚型润滑剂的制备方法按下述进行，将所需量的单体A、单体B和溶剂加入反应釜中并搅拌均匀，加热反应釜使反应釜中物料温度升高至55°C至80°C，把所需量的引发剂分两次加入反应釜中，每次引发剂的加入量为所需量引发剂的一半，加入的间隔时间为I分钟至10分钟，然后对反应釜抽真空处理，待反应釜内有白色絮状物出现时静置2小时至3小时后得到钻井液用多功能低聚型润滑剂。
[0010]下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进:
上述搅拌速率为40转/分钟至90转/分钟；或/和，反应釜内的真空度为-0.05 MPa至-0.08MPa。
[0011]上述单体A为十六烷基不饱和脂肪酸、十八烷基不饱和脂肪酸和棉籽油脂中的一种以上；或/和，单体B为丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵和甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵中的一种以上；或/和，溶剂为-35#柴油机清洁燃料、液体石蜡和白油中的一种以上。
[0012]上述引发剂为偶氮二异丁腈；或者引发剂为过氧化苯甲酰；或者引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠按摩尔比为0.8:1至1.2:1配成的混合物。
[0013]本发明通过对相应的不饱和脂肪酸进行针对性的嵌段共聚得到钻井液用多功能低聚型润滑剂，具有润滑性能好、降滤失效果、降粘效果和消泡效果好的特点，本发明钻井液用多功能低聚型润滑剂可在钻井液形成的泥饼表面构成一层亲油憎水膜，对保护油气层有良好效果，从而达到了一剂多效的目的；同时本发明钻井液用多功能低聚型润滑剂加入到钻井液中，其它助剂就会少加甚至不加，从而降低了钻井成本，减少了资源流失，也有利于环境保护。
【具体实施方式】
[0014]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。
[0015]实施例1，该钻井液用多功能低聚型润滑剂，原料按重量份数组成为30份至45份单体A、15份至20份单体B、45份至70份溶剂、0.05份至0.2份引发剂。
[0016]实施例2，该钻井液用多功能低聚型润滑剂，原料按重量份数组成为30份或45份单体A、15份或20份单体B、45份或70份溶剂、0.05份或0.2份引发剂。
[0017]实施例3，该钻井液用多功能低聚型润滑剂按下述制备方法得到，将所需量的单体A、单体B和溶剂加入反应釜中并搅拌均匀，加热反应釜使反应釜中物料温度升高至55°C至80°C，把所需量的引发剂分两次加入反应釜中，每次引发剂的加入量为所需量引发剂的一半，加入的间隔时间为I分钟至10分钟，然后对反应釜抽真空处理，待反应釜内有白色絮状物出现时静置2小时至3小时后得到钻井液用多功能低聚型润滑剂。单体A和单体B加入前通过酸度测试检验单体A和单体B的含量，要求单体A的质量百分含量不小于99 %，单体B的质量百分含量不小于99%，对溶剂进行闪点测定，要求溶剂的开口闪点不低于60°C。使用本发明钻井液用多功能低聚型润滑剂需要钻井设计分析、小样试验和现场配浆三个步骤；钻井设计分析，通过分析，要求清楚钻井液钻遇地层结构，所用的其他钻井助剂是否与本发明钻井液用多功能低聚型润滑剂复配，钻井液密度、粘度、API失水量大小等指标；小样试验要求对加入本发明钻井液用多功能低聚型润滑剂的钻井液进行全性能测试，以满足设计要求；现场配浆是使用抽吸的方法加入配浆罐，搅拌均匀即可。本发明钻井液用多功能低聚型润滑剂的外观为均一白色乳液，无异味，可均匀分散于基浆中。本发明钻井液用多功能低聚型润滑剂的润滑系数降低率可控制在90.5%至98.5%，作为消泡剂的密度恢复率可控制在90 %至98 %，4 %坂土浆中压滤失量降低率可控制在20 %至30 %，4 %坂土浆粘度降低率50%至70%，粘附系数降低率可控制在35%至50%;本发明钻井液用多功能低聚型润滑剂配制的泥浆体系放置一周后性能无明显变化。
[0018]实施例4，作为上述实施例的优化，实施例4中的搅拌速率为40转/分钟至90转/分钟；或/和，反应釜内的真空度为-0.05 MPa至-0.08MPa。
[0019]实施例5，作为上述实施例的优化，实施例5中的单体A为十六烷基不饱和脂肪酸、十八烷基不饱和脂肪酸和棉籽油脂中的一种以上；或/和，单体B为丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵和甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵中的一种以上；或/和，溶剂为-35#柴油机清洁燃料、液体石蜡和白油中的一种以上。
[0020]实施例6，作为上述实施例的优化，实施例6中的引发剂为偶氮二异丁腈；或者引发剂为过氧化苯甲酰；或者引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠按摩尔比为0.8:1至1.2:1配成的混合物。
[0021]本发明上述实施例得到的钻井液用多功能低聚型润滑剂和国内常用钻井液用润滑剂的平均性能参数对比见表1所示。
[0022]表1
【权利要求】
1.一种钻井液用多功能低聚型润滑剂，其特征在于原料按重量份数组成为30份至45份单体A、15份至20份单体B、45份至70份溶剂、0.05份至0.2份引发剂。
2.根据权利要求1所述的钻井液用多功能低聚型润滑剂，其特征在于该钻井液用多功能低聚型润滑剂按下述方法得到:将所需量的单体A、单体B和溶剂加入反应釜中并搅拌均匀，加热反应釜使反应釜中物料温度升高至55°C至80°C，把所需量的引发剂分两次加入反应釜中，每次引发剂的加入量为所需量引发剂的一半，加入的间隔时间为I分钟至10分钟，然后对反应釜抽真空处理，待反应釜内有白色絮状物出现时静置2小时至3小时后得到钻井液用多功能低聚型润滑剂。
3.根据权利要求2所述的钻井液用多功能低聚型润滑剂，其特征在于搅拌速率为40转/分钟至90转/分钟；或/和，反应釜内的真空度为-0.05 MPa至-0.08MPa。
4.根据权利要求1或2或3所述的钻井液用多功能低聚型润滑剂，其特征在于单体A为十六烷基不饱和脂肪酸、十八烷基不饱和脂肪酸和棉籽油脂中的一种以上；或/和，单体B为丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵和甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵中的一种以上；或/和，溶剂为-35#柴油机清洁燃料、液体石蜡和白油中的一种以上。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的钻井液用多功能低聚型润滑剂，其特征在于引发剂为偶氮二异丁腈；或者引发剂为过氧化苯甲酰；或者引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠按摩尔比为0.8:1至1.2:1配成的混合物。
6.一种根据权利要求1所述的钻井液用多功能低聚型润滑剂的制备方法，其特征在于按下述进行，将所需量的单体A、单体B和溶剂加入反应釜中并搅拌均匀，加热反应釜使反应釜中物料温度升高至55°C至80°C，把所需量的引发剂分两次加入反应釜中，每次引发剂的加入量为所需量引发剂的一半，加入的间隔时间为I分钟至10分钟，然后对反应釜抽真空处理，待反应釜内有白色絮状物出现时静置2小时至3小时后得到钻井液用多功能低聚型润滑剂。`
7.根据权利要求6所述的钻井液用多功能低聚型润滑剂的制备方法，其特征在于搅拌速率为40转/分钟至90转/分钟；或/和，反应釜内的真空度为-0.05 MPa至-0.08MPa。
8.根据权利要求6或7所述的钻井液用多功能低聚型润滑剂的制备方法，其特征在于单体A为十六烷基不饱和脂肪酸、十八烷基不饱和脂肪酸和棉籽油脂中的一种以上；或/和，单体B为丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化铵和甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵中的一种以上；或/和，溶剂为-35#柴油机清洁燃料、液体石蜡和白油中的一种以上。
9.根据权利要求6或7或8所述的钻井液用多功能低聚型润滑剂的制备方法，其特征在于引发剂为偶氮二异丁腈；或者引发剂为过氧化苯甲酰；或者引发剂为过硫酸铵和亚硫酸氢钠按摩尔比为0.8:1至1.2:1配成的混合物。
【文档编号】C09K8/035GK103484084SQ201310433036
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】郭建彬, 宋杰, 李春伟, 刘锋, 侯艳英, 邱芬, 李泽斌, 刘金玲, 周静华, 魏珊, 李王军 申请人:新疆贝肯能源工程股份有限公司