一種鉆井液用清潔潤滑劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種潤滑劑，具體涉及一種鉆井液用清潔潤滑劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉆垂直井時鉆柱旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩阻力和起下鉆的摩擦阻力用普通鉆井液就能克 月艮，不需另加潤滑劑。但在定向井和水平井施工中，隨著井斜角的增大，鉆具和井壁的接觸 面積以及摩擦阻力和扭矩阻力隨之增大。影響阻力的因素有許多，但其大小主要取決于鉆 具和井壁的接觸面積。顯然，在定向井和水平井中減少鉆具和井壁的接觸面積是不可能的， 研制開發(fā)高效鉆井液潤滑劑是解決問題的唯一途徑。
[0003] 另外，在石油鉆井過程中，鉆頭泥包使鉆頭無法有效克服地層巖石，導(dǎo)致鉆速變 慢，例如鉆遇泥頁巖時，這類地層很容易水化膨脹而發(fā)生鉆頭泥包。在處理無效的情況下， 只有起鉆手動清除，因此造成下鉆次數(shù)增多。鉆頭泥包降低了鉆井時效利用率，嚴(yán)重制約鉆 井速度的提高，延長了鉆井周期。
[0004] 為了滿足了鉆井過程中的潤滑作用，還可以起到對鉆頭泥包的清潔作用，技術(shù)人 員研發(fā)出了清潔潤滑劑。所述清潔潤滑劑也叫快鉆劑或增速劑，其可以清潔鉆頭，防止鉆頭 泥包；還可改善鉆井液的潤滑性，降低扭矩及鉆具的摩擦阻力；再者還可以快速滲透新鮮 切削面，輔助破碎巖石。
[0005] 此外，當(dāng)井內(nèi)壓力增大時，鉆具在切削面的接觸部分會承擔(dān)更大的磨阻，為了降低 金屬接觸截面的磨阻，技術(shù)人員又研發(fā)出了一種極壓潤滑劑，該類產(chǎn)品在高壓下也能在金 屬表面形成一層堅(jiān)固的化學(xué)膜，以降低金屬接觸界面的摩阻，故更適應(yīng)水平井中高壓力情 況下的降摩阻需要。
[0006] 目前，對上述潤滑劑的研發(fā)已多有報道。中國專利CN0115906. 5公開了一種重量 組成為：硫化脂肪酸或硫化油5~20%、脂肪酸0~40%、脂肪酸酯10~50%、表面活性劑0. 5~3%、 閃點(diǎn)高于80°C的白油30~60%的用于水基鉆井液的極壓潤滑劑，其潤滑劑可有效降低鉆具 扭矩、提高鉆速，延長鉆頭壽命，減少對鉆具的磨損。中國專利CN201110205725. 0公開了一 種重量百分比為白油30~70%、油酸18~30%、油酸甲酯10~20%、消泡劑1~10%和極壓劑1~10% 的鉆井液用高效防粘卡潤滑劑。該潤滑劑不會引起鉆井液指標(biāo)變化，而能對影面對軟面(鉆 具對泥餅）和硬面對硬面(鉆具對巖石）都能起到潤滑作用，且潤滑效果好。
[0007] 但是，無論對于哪種潤滑劑，其在鉆具表面的分散性越好，則其形成的潤滑劑膜的 穩(wěn)定性則越好，相應(yīng)的潤滑效果就越好。因此，如何將潤滑劑更好的分散于鉆具表面，獲得 更好的潤滑效果，成為鉆井用清潔潤滑劑改良的另一個重要的方面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種成本低、分散效果好、成膜穩(wěn)定的鉆井用清潔潤滑劑。
[0009] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種鉆井液用清潔潤滑劑，其包含如下重量百分比的組分：白油75~92%、乳化劑 5~15%、消泡劑2~5%和極壓劑1~5% ;所述乳化劑包含Span80、油酸和水。
[0010] 其中，所述組分的重量百分比為：白油80%、乳化劑12%、消泡劑4%和極壓劑4%。
[0011] 其中，所述的白油為白油7#。
[0012] 其中，所述的消泡劑為聚硅氧烷。
[0013] 其中，所述的極壓劑為二硫化鉬。
[0014] 其中，所述的乳化劑的各組分按重量配比為：0. 8~1. 5重量份的Span80、0. 8~0. 5 重量份的油酸和8~12重量份的水。
[0015] 優(yōu)選的，所述的乳化劑各組分按重量配比為：1重量份的Span80、l重量份的油酸 和10重量份的水。
[0016] 本發(fā)明的一種制備鉆井液用清潔潤滑劑的方法，其特征在于其包括以下步驟： 1) 取Span80、油酸和水配制成乳化劑； 2) 向反應(yīng)釜中加入白油，加熱，升溫至70~90°C ; 3) 向步驟2)的反應(yīng)釜中加入乳化劑和消泡劑，恒溫攪拌1小時； 4) 向步驟3)的反應(yīng)釜中加入極壓劑，攪拌均勻，即得到鉆井液用清潔潤滑劑產(chǎn)品。
[0017] 其中，所述步驟2)中的溫度為80°C。
[0018] 本發(fā)明的有益效果為： 本發(fā)明采用礦物油、乳化劑、消泡劑和極壓劑復(fù)合而成。其中，乳化劑采用Span80、油酸 和水進(jìn)行配比來制備。該乳化劑可提高潤滑劑在鉆具表面的分散性，形成穩(wěn)定的潤滑劑層， 提尚潤滑性能。
[0019] 另外，本發(fā)明可通過在鉆頭表面、鉆肩和鉆井液中的粘土顆粒上的靜電作用和物 理、化學(xué)吸附，不但能夠改善鉆頭、鉆具和鉆肩的表面性質(zhì)，提高井眼的清潔率，減少鉆頭泥 包，還能改善鉆井液的潤滑效果，能有效地降低鉆井液的摩阻和扭矩，提高鉆井速度。
[0020] 本發(fā)明在配合切削類鉆頭應(yīng)用表現(xiàn)效果更為出色，較清水而言，鉆速可提高 12~38%。對于砂巖地層的鉆進(jìn)效果影響好于灰?guī)r地層的鉆進(jìn)。在灰?guī)r中鉆速提高12~40%; 在砂巖中鉆速提高為14~38%。
[0021] 本發(fā)明提供一種制備鉆井液用清潔潤滑劑的方法，通過該方法制備的清潔潤滑劑 性體系均一、性能穩(wěn)定。
【具體實(shí)施方式】 實(shí)施例
[0022] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明保護(hù)范圍不限于實(shí)施例，本領(lǐng)域 技術(shù)人員在權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)做出任何改動也屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023] 實(shí)施例1 首先按重量比Span80 :油酸：水=0.8 : 0.8 : 8配制成乳化劑；向反應(yīng)釜中加75kg 白油7#，加熱，升溫至70°C ;然后向反應(yīng)釜中投加配制好的乳化劑15kg和聚硅氧烷5kg，保 持70°C，恒溫攪拌1小時；最后向反應(yīng)釜中加入二硫化鉬5kg，并將反應(yīng)釜內(nèi)的各組分?jǐn)嚢?均勻，即得到鉆井液用清潔潤滑劑產(chǎn)品。
[0024] 實(shí)施例2 制備方法同實(shí)施例1，其中，溫度為90°c，乳化劑按重量比Span80 :油酸：水 =1.5 : 1.5 : 12配制，各組分的投料量分別為白油7# 92kg、配制好的乳化劑5kg、聚硅氧 烷2kg和二硫化鉬lkg。
[0025] 實(shí)施例3 制備方法同實(shí)施例1，其中，溫度為80°c，乳化劑按重量比Span80 :油酸：水 =1 : 1 : 10配制，各組分的投料量分別為白油7# 80kg、配制好的乳化劑12kg、聚硅氧烷 4kg和二硫化鉬4kg。
[0026] 通過上述實(shí)施例得到的鉆井液用清潔潤滑劑產(chǎn)品符合下表所述的技術(shù)指標(biāo)： 表1廣品技術(shù)指標(biāo)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鉆井液用清潔潤滑劑，其特征在于其包含如下重量百分比的組分：白油 75~92%、乳化劑5~15%、消泡劑2~5%和極壓劑1~5% ;所述乳化劑包含Span80、油酸和水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液用清潔潤滑劑，其特征在于所述組分的重量百分 比為：白油80%、乳化劑12%、消泡劑4%和極壓劑4%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液用清潔潤滑劑，其特征在于所述的白油為白油 7#。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液用清潔潤滑劑，其特征在于所述的消泡劑為聚硅 氧燒。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液用清潔潤滑劑，其特征在于所述的極壓劑為二硫 化鉬。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液用清潔潤滑劑，其特征在于所述的乳化劑的各組 分按重量配比為：〇. 8~1. 5重量份的Span80、0. 8~0. 5重量份的油酸和8~12重量份的水。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鉆井液用清潔潤滑劑，其特征在于所述的乳化劑各組分 按重量份配比為：1重量份的Span80、l重量份的油酸和10重量份的水。
8. -種制備根據(jù)權(quán)利要求1~7任意項(xiàng)的鉆井液用清潔潤滑劑的方法，其特征在于其包 括以下步驟： 1) 取Span80、油酸和水配制成乳化劑； 2) 向反應(yīng)釜中加入白油，加熱，升溫至70~90°C ; 3) 向步驟2)的反應(yīng)釜中加入乳化劑和消泡劑，恒溫攪拌1小時； 4) 向步驟3)的反應(yīng)釜中加入極壓劑，攪拌均勾，即得到鉆井液用清潔潤滑劑產(chǎn)品。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備鉆井液用清潔潤滑劑的方法，其特征在于所述步驟2)中 的溫度為80 °C。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鉆井液用清潔潤滑劑，其特征在于其包含如下重量百分比的組分：白油75~92%、乳化劑5~15%、消泡劑2~5%和極壓劑1~5%，各組分的重量百分比之和為100%；所述乳化劑包含Span80、油酸和水；本發(fā)明還涉及其制備方法。本發(fā)明的一種鉆井液用清潔潤滑劑能夠提高潤滑性能，有效地降低鉆井液的摩阻和扭矩，提高鉆井速度，由本發(fā)明制備方法得到的清潔潤滑劑性體系均一、性能穩(wěn)定。
【IPC分類】C09K8-03
【公開號】CN104531096
【申請?zhí)枴緾N201410834191
【發(fā)明人】李尚坤, 郭九成, 郭楊, 高國英, 羅前程, 劉君君, 張宇航, 張星, 赤艷峰
【申請人】河北光大石化有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月29日