[发明专利]动植物油脂制备钻井液用抗高温润滑剂

说明书

技术领域

本发明属于石油钻井用润滑剂，特别是涉及一种用动植物油下脚料制成的钻井液用抗高温润滑剂，适用于深井、超深井、大斜度定向井、水平井、海上钻井中。

背景技术

石油钻井过程中常常发生压差卡钻事故，防止压差卡钻的最有效的、常用的工艺措施是在钻井液中加入润滑剂，改善钻井液和泥饼表面的润滑性，从而达到防止卡钻的目的。最早使用的润滑剂是原油或其制成品(如柴油和白油)，其优点是使用方便，在一定程度上能满足润滑防卡的要求。但其缺点是：一是与水基钻井液的互溶性差，需加入一定量乳化剂；二是没有吸附基团，不能吸附在粘土表面形成油膜；三加入量大。常用的人工配制润滑剂有两类，一类是在原油、柴油中加入表面活性剂而得到的油溶性润滑剂，另一类是在水中加入高分子材料和表面活性剂而得到的水溶性润滑剂。这两类润滑剂虽然解决了与钻井液的互溶性、吸附性和改善成膜性问题，在防卡润滑效果上也有显著提高。但由于一些表面活性剂的活性强，加到钻井液中往往导致钻井液发泡，使钻井液密度下降，影响泥浆泵的上水效率，还需加消泡剂消除泡沫。另外在环境敏感性地区，如海上及海水养殖地附近钻井，加入润滑剂后的钻井液往往达不到环保排放的要求；钻探井时因录取地质资料需要对润滑剂有荧光要求，要求润滑剂荧光级别要低；钻探井要求润滑剂抗高温和极压条件下成膜性好等，这些都对润滑剂性能提出了更高的要求。

发明内容

本发明旨在于解决现有润滑剂不能同时满足改善钻井润滑性、无污染、低荧光、抗高温及抗盐的全面要求，研制了一种用动植物油脂及新的生产工艺制成钻井液用抗高温润滑剂，改变了润滑剂性能，使其在满足润滑防卡性能的基础上，将抗高温能力提高到180℃以上，具有环保、抗盐和低荧光的特点。

本发明研制的动植物油脂制备钻井液用抗高温润滑剂，是用废弃油脂与乙醇胺、二乙二醇进行脂化反应；然后采用硫磺进行硫化反应；对反应产物再加入油溶性树脂和石墨粉制成，其具体步骤如下：

a、酯化反应：将废弃油脂50～70份、乙醇胺3～10份和二乙二醇5～20份相混合进行酯化反应，反应温度控制在110～130℃，反应时间为1.5～3个小时；

b、硫化反应：取硫磺1～3份加入a步骤制得的反应物中，反应温度控制在140～160℃，反应时间为3～6个小时；

c、在b步骤制得的反应物中加入油溶性树酯2～5份和石墨粉10～30份，混合、搅拌均匀，即制得钻井液用抗高温润滑剂。

上述的份数均为重量份。

本发明所述废弃油脂包括植物油下脚料以及废弃食用油脂两大部分。植物油下脚料是指植物油脂加工厂在加工炼制食用油的过程中产生的下脚料。而废弃食用油脂是指人类在食用天然植物油和动物脂肪及油脂深加工过程中产生的一系列失去食用价值的油脂废弃物，包括：炒菜和煎炸食品过程产生的煎炸废油、烤制食品过程中产生的动物性油脂、动物制品常温加工过程中产生的下脚料经处理得到的动物性油脂、餐饮废油泔水油、地沟油、厨房通风系统的凝析油。动物油脂主要是利用猪肥膘提取的油，此种猪肥膘主要是食品加工厂加工产品后剩下的油脂，不能食用的。动物油脂和植物油下脚料可以单独使用，也可以混合使用，混合使用时比例为2～4∶6～9。油溶性树脂主要指的是松脂。

本发明的动植物油脂制备钻井液用抗高温润滑剂抗温达180℃，且成膜性好，在钻头部位等极压条件下润滑能力强，可用于淡水、盐水等各种钻井液体系；其次，本发明所使用的原料不是矿物油，而是工业或民用动植物油的下脚料(例如制革过程中产生的废油、农副产品加工中产生的废油、地沟油等)；第三，本发明在对原料进行合成改性过程中不产生任何废气、废渣等污染物。

本发明润滑剂不仅具有在大斜度井眼和复杂地层润滑防卡的突出功效，同时具有与钻井液良好的配伍性、不污染环境、不干扰探井荧光录井质量等特点，具有广泛的适用性，是深井钻井、探井及各种复杂井施工过程中的高效润滑剂，尤其是作为海洋钻井用润滑剂时，生物毒性很低，完全达到排放标准。

具体实施方式

实施例1

本发明的动植物油脂制备钻井液用抗高温润滑剂是由下列重量份的废弃油脂、乙醇胺、二乙二醇、硫磺、油溶性树脂和石墨粉制备而成，其具体的制备方法如下：

a、酯化反应：将废弃油脂50～70份、乙醇胺3～10份和二乙二醇5～20份相混合进行酯化反应，反应温度控制在110～130℃，反应时间为1.5～3个小时；

b、硫化反应：取硫磺1～3份加入a步骤制得的反应物中，反应温度控制在140～160℃，反应时间为3～6个小时；