一種鉆井液用抗磨防卡潤滑劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鉆井領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)能源消費(fèi)量急劇增加。能源最重要的種類是石油和天然 氣。鉆井工程是油氣資源獲得的首要手段。隨著石油勘探開發(fā)不斷發(fā)展，鉆井工程中面臨 的復(fù)雜情況日益突出，大位移水平井、定向井和長裸眼井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井逐漸增多，在降低摩 擦阻力和提高機(jī)械鉆速方面對(duì)鉆井液性能尤其是水基鉆井液性能提出了更高的要求。而目 前常規(guī)潤滑劑存在極壓膜強(qiáng)度低、潤滑特效性差、巧光級(jí)別高、抗溫性能差和毒性偏高等問 題，難W滿足現(xiàn)代鉆井的需求。
[0003] 在石油鉆井過程中，為減少鉆具與套管的摩擦，常在泥漿中添加潤滑劑。但在打探 井、深井、超深井、復(fù)雜井、定向井、水平井等復(fù)雜井的鉆井過程中，僅靠泥漿的一般潤滑劑 不能滿足需要，需要在泥漿中添加低巧光高質(zhì)量的抗磨潤滑劑。
[0004] 目前，在鉆井過程中如果加入過少極壓潤滑系數(shù)降低率低的潤滑劑，會(huì)直接造成 井下卡鉆井事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失；極壓潤滑系數(shù)降低率低的潤滑劑的加量一般都在 1-2%，運(yùn)也在一定程度上加大了鉆井成本。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)的一些改進(jìn)方案：
[0006] 1、【申請(qǐng)?zhí)枴?00910229188. 6鉆井液用低巧光防卡潤滑劑，是由棉巧油、乳化劑、石 墨乳、中間體配制而成，其中中間體為纖維素和水的混合物。本發(fā)明中的棉巧油具有耐高溫 性能，其潤滑性能強(qiáng)，潤滑周期長，巧光級(jí)別低。石墨乳抗高溫、潤滑性能好。二者通過乳化 劑和中間體結(jié)合后得到的產(chǎn)品，潤滑性能好，加量小，極壓潤滑系數(shù)降低率高，解決了打探 井、深井、超深井、復(fù)雜井、定向井、水平井易出事故易卡鉆的現(xiàn)象，而且加量小也降低了成 本。
[0007] 2、【申請(qǐng)?zhí)枴?01110418962. 5本發(fā)明設(shè)及一種鉆井液用防卡潤滑劑，是由白油、油 酸甲脂、乳化劑配制而成。本發(fā)明潤滑性能強(qiáng)，無巧光，不影響地質(zhì)錄井?dāng)?shù)據(jù)，潤滑系數(shù)降低 率80%W上，可有效防止鉆井過程中卡鉆事故發(fā)生，填補(bǔ)了國內(nèi)外該領(lǐng)域的空白。
[000引 3、【申請(qǐng)?zhí)枴?01310661484.x本發(fā)明設(shè)及一種鉆井液用低巧光防卡潤滑劑，是由巧 光級(jí)別低的白油、氯化石蠟、Ξ乙醇胺、AE169-21、0P-10、硫酸、水等原料按一定重量百分比 在一定溫度條件下按特定制備方法制作而成，具有良好的潤滑性、暫堵性W及與鉆井液良 好的配伍性；制作方法簡單，作業(yè)過程中無需滲入消泡劑，綠色環(huán)保，有效提高了鉆井液的 潤滑性，降低了鉆具旋轉(zhuǎn)阻力，大大提高了鉆井速度。解決了現(xiàn)有潤滑劑選用乳化劑成分單 一，且由于乳化劑的選擇不合適，導(dǎo)致鉆井液起泡，須加大量消泡劑進(jìn)行處理，進(jìn)而導(dǎo)致鉆 井液粘度、切力升高，不利于鉆井作業(yè)正常進(jìn)行的問題。
[0009] 現(xiàn)有潤滑劑的缺陷：
[0010] 1.主要強(qiáng)調(diào)防卡和潤滑的效果，抗磨減摩作用較弱。
[0011] 2.潤滑膜成膜速度慢，潤滑膜強(qiáng)度低。
[0012] 3.鉆具高速轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦生熱，潤滑膜對(duì)局部產(chǎn)生高溫?zé)o法承受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的在于：一種鉆井液用抗磨防卡潤滑劑，具有更強(qiáng)的抗磨減摩、耐高溫 性能。
[0014] 本發(fā)明目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0015] 一種鉆井液用抗磨防卡潤滑劑，組分組成為：環(huán)氧化改性植物油和/或橫化改性 植物油，至少兩種不同碳鏈的有機(jī)棚酸醋，Ξ乙胺，二烷基二硫代憐酸衫，（+)-2, 2'-亞甲基 雙[(3曰3,8曰5)-3曰，8曰-二氨-細(xì)-巧苯[1，2-(1]并惡挫，乳化劑，其中有機(jī)棚酸醋：^乙胺： 二烷基二硫代憐酸衫的質(zhì)量比為5:5:2,Ξ者總量占產(chǎn)品總質(zhì)量20 %~36 %，乳化劑占產(chǎn) 品總質(zhì)量的5%。
[0016] 作為選擇，所述有機(jī)棚酸醋為棚酸Ξ正十六烷基醋和棚酸Ξ辛醋。
[0017] 作為進(jìn)一步選擇，所述棚酸Ξ正十六烷基醋和棚酸Ξ辛醋質(zhì)量比1:1。
[0018] 作為進(jìn)一步選擇，潤滑劑各組分重量份配比為：70. 5份環(huán)氧化（和/或橫化）改 性植物油，5份棚酸Ξ正十六烷基醋，5份棚酸Ξ辛醋，10份Ξ乙胺，4份二烷基二硫代憐酸 衫，0. 5份（+)-2,2'-亞甲基雙[(3aR，8aS)-3a，8a-二氨-細(xì)-巧苯[l，2-d]并惡挫，5份乳 化劑。
[0019] 作為另一進(jìn)一步選擇，潤滑劑各組分重量份配比為：58. 5份環(huán)氧化（和/或橫化） 改性植物油，7. 5份棚酸Ξ正十六烷基醋，7. 5份棚酸Ξ辛醋，15份Ξ乙胺，6份二烷基二硫 代憐酸衫，0.5份（+)-2,2'-亞甲基雙[(3曰3,8曰5)-3曰，8曰-二氨-細(xì)-巧苯[1，2-(1]并惡挫， 5份乳化劑。
[0020] 作為選擇，所述環(huán)氧化（或橫化）改性植物油為美國瑞安勃潤滑油公司 巧enew油leLubricantInc.)化食品級(jí)通用潤滑油或其他同類產(chǎn)品。
[0021] 作為選擇，所述乳化劑為美國美德維實(shí)偉克公司（Mea抓estvacoCo巧oration, NY沈:MWV)的化vaMul或其他同類產(chǎn)品。
[0022] 前述本發(fā)明主方案及其各進(jìn)一步選擇方案可W自由組合W形成多個(gè)方案，均為本 發(fā)明可采用并要求保護(hù)的方案：如本發(fā)明，各選擇即可和其他選擇任意組合，本領(lǐng)域技術(shù)人 員在了解本發(fā)明方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識(shí)可明了有多種組合，均為本發(fā)明所要保護(hù) 的技術(shù)方案，在此不做窮舉。
[0023] 工作過程為：
[0024] 1、采用有機(jī)棚酸醋作為抗磨增效材料W提高產(chǎn)品的潤滑膜成膜速度，有機(jī)棚酸醋 用Ξ乙胺進(jìn)行配位，提高棚酸醋的水解穩(wěn)定性W及承載能力。
[0025] 2、采用不同碳鏈的有機(jī)棚酸醋W及二烷基二硫代憐酸衫進(jìn)行復(fù)合使用，其協(xié)同作 用有效提升產(chǎn)品耐磨性W及承載能力。
[0026] 3、采用（+)-2,2'-亞甲基雙（3曰3,8曰5)-3曰，8曰-二氨-細(xì)-巧苯[1，2-(1]并惡挫來 提高膜對(duì)金屬的強(qiáng)親和性從而提高膜強(qiáng)度。
[0027] 4、選用改性植物油W及添加劑，產(chǎn)品無毒無害，使用安全。與鉆井液配伍性好，不 影響鉆井液各項(xiàng)基本性能。
[0028] 本發(fā)明的有益效果：
[0029] 密度，g/cnA 0.90-1.20 表觀粘度升窩值，田Pa·s 《5.0 密度變化值，g/cm^ <0.08 試樣巧對(duì)柴油（或白油）抗磨承壓能力提高率，％ 2^600 膨擱主試樣漿抗磨承壓能力提高率，％ >600 膨調(diào)±試樣漿潤滑系數(shù)降低率，％ >80 18〇υ老化后膨潤±試樣漿潤滑系數(shù)降低率，％ 》70 1抓r老化后膨潤止試樣漿抗磨承壓能力提高率，％ >(說〇。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下列非限制性實(shí)施例用于說明本發(fā)明。
[0032] 實(shí)施例1 :
[0033] 參考圖1所示，一種鉆井液用抗磨防卡潤滑劑，由下述按重量份的組分組成： 70. 5份環(huán)氧化（和/或橫化）改性植物油（具體為美國瑞安勃H1食品級(jí)通用潤滑油）， 5份棚酸Ξ正十六烷基醋，5份棚酸Ξ辛醋，10份Ξ乙胺，4份二烷基二硫代憐酸衫，0. 5份 (+)-2,2'-亞甲基雙[(33氏835)-33,8曰-二氨-細(xì)-巧苯[1，2-(1]并惡挫，5份乳化劑。
[0034]
[0036] 前述各項(xiàng)指標(biāo)的表征意義如下：
[0037] 表觀粘度升高值、密度變化值：表征潤滑劑對(duì)鉆井液基本性能的影響；
[0038] 試樣相對(duì)柴油（或白油）抗磨承壓能力提高率，表征潤滑劑在理論上對(duì)鉆井液在 抗磨減摩性能上的影響；
[0039] 膨潤±試樣漿抗磨承壓能力提高率、膨潤±試樣漿潤滑系數(shù)降低率，表征潤滑劑 在實(shí)際應(yīng)用上對(duì)鉆井液在抗磨減摩性能上的影響。
[0040] 各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)方法如下：
[0041] 一、密度
[0042] 按GB/T16783. 1-2006中4的規(guī)定測(cè)定試樣的密度。
[0043] 二、表觀粘度升高值、密度變化值
[0044] 1、配制四份基漿。用400ml蒸饋水，20.Og鋼膨潤±，0. 8g無水碳酸鋼，在高速攬 拌器上攬拌20min，其間至少中斷兩次W刮下粘附在杯壁上的粘附物，在（25 + 1) °C下密閉 養(yǎng)護(hù)24h備用。
[004引取步驟1中配制的基漿兩份，將其中一份加入2.0ml試樣，然后將兩份漿分別高速 攬拌lOmin，按GB/T16783. 1-2006中6. 3的規(guī)定測(cè)定基漿及試樣漿的表觀粘度。按（1) 式計(jì)算表觀粘度升高值。
[0046]ΔAV=AVz-AV1 ··········································(1)
[0047]式中：
[004引 ΔAV--表觀粘度升高值，mPa·S;
[0049]AVi--基漿的表觀粘度，mPa·s;
[0050]k\--試樣漿的表觀粘度，mPa·s。
[0051] 2、取步驟1中配制的基漿兩份，將其中一份加入2. 0ml試樣，然后將兩份漿分別高 速攬拌lOmin，靜止Imin，按照GB/T16783. 1-2006中4的規(guī)定分別測(cè)定基漿及試樣漿的密 度。按（2)式計(jì)算密度變化值。
[0052]ΔP=IP 1-P 0I..........................................似
[0053]式中：
[0054]ΔP--密度變化值，g/cm3;
[00巧]Pi--試樣漿密度，g/cm3;
[0056]P0--基漿密度，g/cm3。
[0057]Ξ、抗磨承壓能力提高率
[0058] 方法提要：固定抗磨試驗(yàn)機(jī)（例如武漢神州機(jī)電有限公司的KMY201-1A型）的磨 柱和磨環(huán)。取120. 0ml溫度為25±rC的測(cè)試液加入試樣盒，使測(cè)試液浸沒至磨環(huán)軸（注： 在測(cè)試的過程中要不斷補(bǔ)充測(cè)試液）?？蛰d啟動(dòng)電機(jī)5s后開始加破碼，每只破碼增加間隔 時(shí)間5s，并輕輕下放，每增加一只破碼受力時(shí)間為Is~3s。破碼加到一定量時(shí)若3min內(nèi)出 現(xiàn)卡死（電機(jī)過載保護(hù)器自動(dòng)斷電），按出現(xiàn)卡死自動(dòng)斷電時(shí)所加最少破碼的質(zhì)量總和，減 去0.化g(最小破碼單個(gè)重量）即為該測(cè)試液的抗磨承壓能力（測(cè)試基漿時(shí)使用0. 5kg的 破碼加載；測(cè)試試樣漿時(shí)在基漿抗磨承載能力范圍內(nèi)使用0. 5kg的破碼加載，之后使用化g 的破碼加載。）。
[0059] 四、試樣相對(duì)柴油（或白油）抗磨承壓能力提高率
[0060] 選取兩支相同材質(zhì)與幾何尺寸的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)?zāi)ブ?，編?hào)為1#和2#，用無水乙醇清洗 Ξ次，把試驗(yàn)?zāi)ブ旁跒V紙上用冷風(fēng)吹干，包好，放入干燥器中干燥lOmin。
[006。取0#柴油（或5#白油）400. 0ml，高速攬拌5min，取120. 0ml作為測(cè)試液，用處理 好的1#試驗(yàn)?zāi)ブ床襟EΞ的抗磨承壓能力提高率的方法提要里所述的方法進(jìn)行試驗(yàn)（通 常柴油或白油的抗磨承壓能力為2. 5kg左右，因此可在2. 5kg的基