本发明涉及一种钻井液用液体润滑剂，属于石油钻井助剂，特别是一种钻井液用仿生液体润滑剂。本发明还涉及所述钻井液用仿生液体润滑剂的制备方法。
背景技术：
在石油天然气钻井工程中，尤其是超深井、大斜度井、水平井和丛式井过程中，钻柱的旋转阻力和提拉阻力会大幅提高。为了降低钻具与井壁以及套管的摩擦阻力、减少钻柱磨损成为钻井工程中急需解决的问题。
钻井液的润滑性能通常包括泥饼的润滑性能和钻井液流体本身的润滑性能两个方面。钻井液和泥饼的摩阻系数，是评价钻井液润滑性能的两个主要技术指标。
常见的钻井液用液体润滑剂包括油基润滑剂和水基(乳化)润滑剂两大类。这两大类润滑剂中能同时大幅度降低钻井液和泥饼摩阻系数的在市场中不多见。其中水基润滑剂的使用受温度的限制比较大，且长时间存放会破乳影响使用。油基润滑剂中的植物油类润滑剂无毒、降解性好、荧光级别低等优点，是比较有应用前景的环境友好型的钻井液用润滑剂。
但是，目前常用的植物油类润滑剂成本高，在泥浆中易起泡，热稳定性差。为了改善植物油类润滑剂的性能，使之能同时降低钻井液和泥饼的摩阻系数需要对其进行物理化学改性，改性的主要方法包括复合乳化、环酯化改性等。
发明人检索到以下相关专利文献：CN103031118A公开了一种钻井液用聚合物降滤失剂，它的制成方法是，将腈纶废料、氢氧化钠、硫氰酸钠和水送入反应釜内进行水解反应；将水解反应所得物、三乙醇胺、油酸、斯盘-80、硫酸氢钠、植物油脂送入捏合机内，进行共聚、捏合反应；将共聚、捏合所得物切开、造粒，然后烘干、粉碎，制得降滤失剂。CN103045187A公开了一种基于再生油脂及其衍生物的钻井液用低荧光油基润滑剂及其制备方法，将废弃油脂进行酯化反应后在进行消光反应后获得。该技术虽然获得了低荧光的、能同时降低钻井液和泥饼摩阻系数的润滑剂，但是其反应过程复杂，反应过程中用到浓硫酸、固体硝酸，反应过程存在危险，同时反应周期长，成本高，对钻井液的摩阻系数降低率不高。CN1743404A公开了一种钻井液润滑添加剂及其制备方法，特点是按植物油下脚料20％～40％，三乙醇胺1％～2％，烧碱(NaOH)4％～8％，壬基苯酚聚氧乙烯醚(OP－10)0.5％～0.8％，其余是水。它用植物油下脚料先皂化在乳化的方法获得。该方法获得的产品虽然能对钻井液自身的摩阻系数有很好的降低，但是对泥饼的摩阻系数降低不到50％，并且由于是水基润滑剂，它的使用收到季节的限制。CN101486896A公开了一种钻井液润滑剂，包括以下组份：1～35％的长链有机酸型油性剂；1～35％的合成酯型油性剂；0.1～8％的乳化剂；25～90％的基础油。它主要是由长链有机酸型油性剂、合成脂型油性剂、乳化剂、基础油乳化获得，它的成本高，主要用于高密度井浆中，该产品虽然能同时降低泥饼的粘附系数和摩擦系数，但是降低率均不高。
以上这些技术对于如何使钻井液用润滑剂能同时降低钻井液本身的摩阻系数和泥饼的粘附系数，并且低荧光不影响地质录井，其生物降解性好，并未给出具体的指导方案。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种钻井液用仿生液体润滑剂，该钻井液用仿生液体润滑剂能同时降低钻井液本身的摩阻系数和泥饼的粘附系数，并且低荧光不影响地质录井，其生物降解性好。
为此，本发明所要解决的另一技术问题在于，提供一种上述钻井液用仿生液体润滑剂的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种钻井液用仿生液体润滑剂(钻井液用润滑剂)，其技术方案在于它是由下述重量配比的原料(经高温酯化)制成的：
上述的乳化剂选自三乙醇胺、硬脂酸铝、斯盘-80中的一种或者几种(的组合)；
所述的钻井液用仿生液体润滑剂的制备方法包括如下工艺步骤：①按上述重量配比称取原料油酸、乳化剂、丙三醇、环氧丙烷，将各原料(可以依次)加入反应釜中，使各原料充分混合，得到混合料；②然后对混合料进行酯化过程(酯化反应)，酯化温度为200～250℃，酯化时间为1～3h，反应后冷却至室温得到酯化产物；③之后对所得的酯化产物进行乳化过程，乳化温度为80～100℃，乳化时间为1～2h；④将上述乳化过程进行完后的产物降温，在50℃时加入2～5份消泡剂，使之充分混匀，降至室温后放料即得钻井液用仿生液体润滑剂。
上述技术方案中，优选的技术方案可以是，所述的钻井液用仿生液体润滑剂是由下述重量配比的原料制成的：
上述的乳化剂可以选用三乙醇胺与硬脂酸铝的组合，三乙醇胺与硬脂酸铝的重量配比为2∶1。
优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用仿生液体润滑剂是由下述重量配比的原料制成的：
上述的乳化剂选用三乙醇胺与硬脂酸铝的组合，三乙醇胺与硬脂酸铝的重量配比为1∶2，消泡剂可以采用二甲基硅油(或者聚二甲基硅氧烷或者聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚)；
所述的钻井液用仿生液体润滑剂的制备方法包括如下工艺步骤：①按上述重量配比称取原料油酸、乳化剂、丙三醇、环氧丙烷，将各原料(可以依次)加入反应釜中，使各原料充分混合，得到混合料；②然后对混合料进行酯化过程(酯化反应)，酯化温度为200℃，酯化时间为1h，反应后冷却至室温得到酯化产物；③之后对所得的酯化产物进行乳化过程，乳化温度为100℃，乳化时间为1h；④将上述乳化过程进行完后的产物降温，在50℃时加入2份消泡剂，使之充分混匀，降至室温后放料即得钻井液用仿生液体润滑剂。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用仿生液体润滑剂是由下述重量配比的原料制成的：
上述的乳化剂选用三乙醇胺与硬脂酸铝的组合，三乙醇胺与硬脂酸铝的重量配比为2∶1，消泡剂可以采用聚二甲基硅氧烷(或者二甲基硅油或者聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚)；
所述的钻井液用仿生液体润滑剂的制备方法包括如下工艺步骤：①按上述重量配比称取原料油酸、乳化剂、丙三醇、环氧丙烷，将各原料(可以依次)加入反应釜中，使各原料充分混合，得到混合料；②然后对混合料进行酯化过程(酯化反应)，酯化温度为250℃，酯化时间为3h，反应后冷却至室温得到酯化产物；③之后对所得的酯化产物进行乳化过程，乳化温度为100℃，乳化时间为2h；④将上述乳化过程进行完后的产物降温，在50℃时加入5份消泡剂，使之充分混匀，降至室温后放料即得钻井液用仿生液体润滑剂。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用仿生液体润滑剂是由下述重量配比的原料制成的：
上述的乳化剂选用三乙醇胺与硬脂酸铝的组合，三乙醇胺与硬脂酸铝的重量配比为1∶1，消泡剂可以采用聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚(或者聚二甲基硅氧烷或者二甲基硅油)；
所述的钻井液用仿生液体润滑剂的制备方法包括如下工艺步骤：①按上述重量配比称取原料油酸、乳化剂、丙三醇、环氧丙烷，将各原料(可以依次)加入反应釜中，使各原料充分混合，得到混合料；②然后对混合料进行酯化过程(酯化反应)，酯化温度为220℃，酯化时间为1.5h，反应后冷却至室温得到酯化产物；③之后对所得的酯化产物进行乳化过程，乳化温度为90℃，乳化时间为2h；④将上述乳化过程进行完后的产物降温，在50℃时加入2份消泡剂，使之充分混匀，降至室温后放料即得钻井液用仿生液体润滑剂。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用仿生液体润滑剂是由下述重量配比的原料制成的：
上述的乳化剂选用三乙醇胺与硬脂酸铝的组合，三乙醇胺与硬脂酸铝的重量配比为2∶1。
上述技术方案中，优选的技术方案还可以是，所述的钻井液用仿生液体润滑剂是由下述重量配比的原料制成的：
上述的乳化剂选用三乙醇胺、硬脂酸铝、斯盘-80三者的组合，三乙醇胺、硬脂酸铝、斯盘-80的重量配比为2∶1∶2，消泡剂可以采用二甲基硅油(或者聚二甲基硅氧烷或者聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚)；
所述的钻井液用仿生液体润滑剂的制备方法包括如下工艺步骤：①按上述重量配比称取原料油酸、三乙醇胺、硬脂酸铝、斯盘-80、丙三醇、环氧丙烷，将各原料(可以依次)加入反应釜中，使各原料充分混合，得到混合料；②然后对混合料进行酯化过程(酯化反应)，酯化温度为240℃，酯化时间为1.5h，反应后冷却至室温得到酯化产物；③之后对所得的酯化产物进行乳化过程，乳化温度为95℃，乳化时间为1.5h；④将上述乳化过程进行完后的产物降温，在50℃时加入3份消泡剂，使之充分混匀，降至室温后放料即得钻井液用仿生液体润滑剂。
上述技术方案中，优选的技术方案可以是，步骤②中所述的酯化温度选用240～250℃，酯化时间选用2h；步骤③中乳化温度选用90～100℃，乳化时间选用1.5h。
本发明提供的钻井液用仿生液体润滑剂(即本发明提供的基于油酸及其衍生物的钻井液用双功能润滑剂)性能良好，它具有以下优点：
(1)该润滑剂由可降解的植物油脂制成，生物降解性好，不污染环境。
(2)该润滑剂具有良好的润滑性能，能显著降低钻井液的润滑系数和粘附系数，在水基泥浆中的添加量为0.5％(重量百分比)时，润滑系数降低率高于80％，粘附系数降低率高于70％。
(3)通过对油酸的酯化改性，能提高油酸的热稳定性，使得该润滑剂具有良好的抗高温润滑性和低荧光性能。
本发明能抗200℃以上高温，既能降低钻井液的摩阻系数，也能降低钻井液的粘附系数，荧光级别低。
综上所述，本发明能同时降低钻井液本身的摩阻系数和泥饼的粘附系数，并且低荧光不影响地质录井，其生物降解性好。
具体实施方式
实施例1：本发明的钻井液用仿生液体润滑剂是由下述重量配比的原料制成的：
上述的乳化剂选用三乙醇胺与硬脂酸铝的组合，三乙醇胺与硬脂酸铝的重量配比为1∶2，消泡剂采用二甲基硅油(或者可以采用聚二甲基硅氧烷或者聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚)。
所述的钻井液用仿生液体润滑剂的制备方法包括如下工艺步骤：①按上述重量配比称取原料油酸、乳化剂、丙三醇、环氧丙烷，将各原料(可以依次)加入反应釜中，使各原料充分混合，得到混合料；②然后对混合料进行酯化过程(酯化反应)，酯化温度为200℃，酯化时间为1h，反应后冷却至室温得到酯化产物；③之后对所得的酯化产物进行乳化过程，乳化温度为100℃，乳化时间为1h；④将上述乳化过程进行完后的产物降温，在50℃时加入2份消泡剂，使之充分混匀，降至室温后放料即得钻井液用仿生液体润滑剂。
实施例2：本发明的钻井液用仿生液体润滑剂是由下述重量配比的原料制成的：
上述的乳化剂选用三乙醇胺与硬脂酸铝的组合，三乙醇胺与硬脂酸铝的重量配比为2∶1，消泡剂采用聚二甲基硅氧烷(或者可以采用二甲基硅油或者聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚)。
所述的钻井液用仿生液体润滑剂的制备方法包括如下工艺步骤：①按上述重量配比称取原料油酸、乳化剂、丙三醇、环氧丙烷，将各原料(可以依次)加入反应釜中，使各原料充分混合，得到混合料；②然后对混合料进行酯化过程(酯化反应)，酯化温度为250℃，酯化时间为3h，反应后冷却至室温得到酯化产物；③之后对所得的酯化产物进行乳化过程，乳化温度为100℃，乳化时间为2h；④将上述乳化过程进行完后的产物降温，在50℃时加入5份消泡剂，使之充分混匀，降至室温后放料即得钻井液用仿生液体润滑剂。
实施例3：本发明的钻井液用仿生液体润滑剂是由下述重量配比的原料制成的：
上述的乳化剂选用三乙醇胺与硬脂酸铝的组合，三乙醇胺与硬脂酸铝的重量配比为1∶1，消泡剂采用聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚(或者可以采用聚二甲基硅氧烷或者二甲基硅油)。
所述的钻井液用仿生液体润滑剂的制备方法包括如下工艺步骤：①按上述重量配比称取原料油酸、乳化剂、丙三醇、环氧丙烷，将各原料(可以依次)加入反应釜中，使各原料充分混合，得到混合料；②然后对混合料进行酯化过程(酯化反应)，酯化温度为220℃，酯化时间为1.5h，反应后冷却至室温得到酯化产物；③之后对所得的酯化产物进行乳化过程，乳化温度为90℃，乳化时间为2h；④将上述乳化过程进行完后的产物降温，在50℃时加入2份消泡剂，使之充分混匀，降至室温后放料即得钻井液用仿生液体润滑剂。
实施例4：本发明的钻井液用仿生液体润滑剂是由下述重量配比的原料制成的：
上述的乳化剂选用三乙醇胺与硬脂酸铝的组合，三乙醇胺与硬脂酸铝的重量配比为2∶1。消泡剂采用聚二甲基硅氧烷(或者可以采用二甲基硅油或者聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚)。
本实施例的制备方法同实施例2。
实施例5：本发明的钻井液用仿生液体润滑剂是由下述重量配比的原料制成的：
上述的乳化剂选用三乙醇胺、硬脂酸铝、斯盘-80三者的组合，三乙醇胺、硬脂酸铝、斯盘-80的重量配比为2∶1∶2，消泡剂采用二甲基硅油(或者可以采用聚二甲基硅氧烷或者聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚)。
所述的钻井液用仿生液体润滑剂的制备方法包括如下工艺步骤：①按上述重量配比称取原料油酸、三乙醇胺、硬脂酸铝、斯盘-80、丙三醇、环氧丙烷，将各原料(可以依次)加入反应釜中，使各原料充分混合，得到混合料；②然后对混合料进行酯化过程(酯化反应)，酯化温度为240℃，酯化时间为1.5h，反应后冷却至室温得到酯化产物；③之后对所得的酯化产物进行乳化过程，乳化温度为95℃，乳化时间为1.5h；④将上述乳化过程进行完后的产物降温，在50℃时加入3份消泡剂，使之充分混匀，降至室温后放料即得钻井液用仿生液体润滑剂。
所述的钻井液用仿生液体润滑剂的制备方法包括如下工艺步骤：①按上述重量配比称取原料油酸、三乙醇胺、硬脂酸铝、斯盘-80、丙三醇、环氧丙烷，将各原料加入反应釜中，使各原料充分混合；②然后进行乳化及酯化过程，乳化温度为95℃，酯化温度为240℃，乳化及酯化时间为3h；③将上述乳化及酯化过程进行完后的产物降温，在50℃时加入3份消泡剂，使之充分混匀，降至室温后放料即得钻井液用仿生液体润滑剂。
采用本实施例5制得的钻井液用仿生液体润滑剂能抗220℃高温，既能降低钻井液的摩阻系数，也能降低钻井液的粘附系数，荧光级别低。
以下为本发明的试验部分：
在400ml蒸馏水中加入20g钠膨润土，0.8g碳酸钠，在高速搅拌器上(11000r/min)搅拌20min后，在25±2℃养护24h，既得淡水基浆。
在基浆中分别加入0.5％的润滑剂，高速搅拌(11000r/min)5min，分别用EP-B型极压润滑仪测定加样后的润滑系数；用泥饼粘附系数测定仪测定加样后的泥饼粘附系数。
润滑系数降低率计算公式为：
其中，RK为润滑系数降低率，单位为百分数(100％)；
K0——基浆润滑系数；
K1——加样浆的润滑系数。
泥饼粘附系数计算公式为：
μ＝M×0.845×10-2
其中，μ为粘附系数；M为扭矩(N·m).
泥饼粘附系数降低率计算公式为：
K—泥饼粘附系数降低率，用百分数表示；
μ0—基浆泥饼粘附系数；
μ1—加样后的泥饼粘附系数；
密度变化值和表观粘度变化值按GB/T 16783.1石油天然气工业钻井液现场测试第1部分：水基钻井液测试；
荧光级别用OFA-Ⅱ荧光测试仪测定。
根据上述的实施例对本发明做了详细描述。需要说明的是，以上实施例仅仅为了举例本说明而已。在不偏离本发明的精神和实质的前提下，本领域技术人员可以设计出本发明的多种替换方案和改进方案，其均应被理解为在本发明的保护范围之内。参见下面的表1。
采用本发明的以上各实施例制得的钻井液用仿生液体润滑剂能抗200℃以上高温，既能降低钻井液的摩阻系数，也能降低钻井液的粘附系数，荧光级别低。与已有相关的润滑剂相比，本发明(以上各实施例)的制造成本皆降低了22％以上。本发明中油酸为是仿生材料，故本发明的(产品)名称为钻井液用仿生液体润滑剂。
综上所述，本发明能同时降低钻井液本身的摩阻系数和泥饼的粘附系数，并且低荧光不影响地质录井，其生物降解性好。
表1