[发明专利]钻井用生物油润滑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井工程钻井液生产方法技术领域，是一种钻井用生物油润滑剂及其制备方法。

背景技术

钻井液是一种在钻井过程中具有携带钻屑、冷却润滑钻头、平衡地层压力、保护井壁稳定及保护油层不受伤害等多种作用的工作流体，其性能直接影响到钻井效率、井下安全和成本控制，是钻井工程技术的重要组成部分。钻井液润滑剂是一种重要的钻井液化学处理剂，它的作用是改善钻井液润滑性，降低井壁与钻具之间的摩擦，降低钻柱旋转扭矩和起下钻阻力，从而减少卡钻事故的发生。现用润滑剂多采用矿物油调配而成，由于矿物润滑剂的生物降解性差，对环境污染严重，随着人类环保意识的不断增强，对润滑剂的环境要求也越来越高，迫切需要开发环境友好的润滑剂。用于制备环境友好润滑剂的基础油有植物油、聚醚和合成脂。植物油作为环保润滑剂基础油的优势在于：良好的润滑性能、挥发度低、工艺处理能耗低、环境扩散少、价廉、资源可再生、无毒、生物降解性好。植物油已成为环保润滑剂基础油的首选，但植物油的热氧化稳定性、水解安定性及低温流动性较差。聚醚是环氧乙烷、环氧丙烷或其混合物的聚合物，具有良好的润滑性能、高闪点、高粘度指数、低倾点、抗燃等优点，但有一定的毒性，其生物降解性与分子结构及分子量有很大关系，同时可溶于水，其润滑性能受到限制。可用作环保润滑剂基础油的合成脂类是多元醇脂、双脂及其复合脂，具有良好的氧化稳定性、低温流动性、和润滑性能，无毒，生物降解性好，但其价格昂贵，因此限制了合成脂类在环保润滑剂中的大规模使用。

发明内容

本发明提供了一种钻井用生物油润滑剂及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决卡钻事故的频发、矿物润滑剂的生物降解性差造成环境污染严重、植物油做为润滑油时的热氧化稳定性和水解安定性及低温流动性较差、聚醚做为润滑油时的润滑性能受到限制、多元醇脂做为润滑油时价格昂贵的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种钻井用生物油润滑剂按重量份数由以下成分构成：基础油100份，表面活性剂1至15份。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述基础油可为生物柴油或脂肪酸甲酯；或基础油为生物柴油与矿物白油的混合物；或基础油为脂肪酸甲酯与矿物白油的混合物；或基础油为矿物白油与植物油的混合物。

上述植物油可为菜籽油或葵花籽油或棉籽油或大豆油或蓖麻油中的一种。

上述表面活性剂可为司盘-80、吐温-80、OP-10、RN⁺(CH₃)2R′X^-(R=C₁₂烷基至C₁₆烷基、R′=CH₃或苄基、X=卤素)中的一种或一种以上的混合物。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种钻井用生物油润滑剂制备方法，按下述步骤进行：将所需要量的基础油和表面活性剂加入反应器中，在温度为30℃至90℃条件下搅拌反应2-5小时，待反应结束后，冷却后即得钻井用生物油润滑剂。

本发明工艺制备的润滑油润滑能力强、在120℃高温下性能稳定、低温流动性好、无毒、易生物降解，对环境影响程度小，是一种环保型钻井液润滑剂；该润滑油满足勘探井、大斜度大位移井、海上钻井的需要，有效减少卡钻事故的发生，降低了钻井工程综合成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：一种钻井用生物油润滑剂按重量份数由以下成分构成：基础油100份，表面活性剂1至15份。

可根据实际需要，对实施例1作进一步优化或/和改进：

根据需要，基础油可为生物柴油或脂肪酸甲酯；或基础油为生物柴油与矿物白油的混合物；或基础油为脂肪酸甲酯与矿物白油的混合物；或基础油为矿物白油与植物油的混合物。

根据需要，钻井用生物油润滑剂中的基础油选用植物油时植物油为菜籽油或葵花籽油或棉籽油或大豆油或蓖麻油。

根据需要，钻井用生物油润滑剂中的表面活性剂为司盘-80、吐温-80、OP-10、RN⁺(CH₃)2R′X^-(R=C₁₂烷基至C₁₆烷基、R′=CH₃或苄基、X=卤素)中的一种或一种以上按任意比例混合的混合物。

实施例2：