[发明专利]一种水基钻井液润滑剂制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钻井用化学品技术领域，涉及一种水基钻井液润滑剂制备方法。

背景技术

随着水平井、定向井和大斜度井的不断增多，在石油钻井过程中，经常需要使用大量的钻井液润滑剂，以降低井壁与钻具、钻具与套管之间的摩阻，减少井下复杂情况，提高钻井速度。在石油钻井中常用的润滑剂有矿物油类、改性植物油类、乳化石蜡、表面活性剂类及多元醇和聚合醇类，除此还有塑料小球、玻璃微珠等固体润滑剂。尽管近年来，钻井液润滑剂研究取得很大进展，但仍存在以下问题：容易对钻井液性能产生不利影响，如引起钻井液发泡，使钻井液粘度、切力增大，不利于现场钻井液维护处理；润滑性能不理想，极压膜强度低，难以满足定向井高侧压力条件下的要求；荧光级别高，干扰地质录井；水溶性不好，钻井中容易析出油相，含油钻屑和废弃钻井液可对环境造成严重污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水基钻井液润滑剂制备方法。

本发明所述的水基钻井液润滑剂制备方法，其特征在于：所述润滑剂是由8个碳原子以上的脂肪酸和有机胺在一定条件下反应制得。原料脂肪酸和有机胺的物质的量比例为1～4：1，优选1～3:1；反应温度为100℃～240℃，优选100℃～220℃；反应时间1h～15h，优选1h～12h；催化剂加入量0.05%～5%。

上述润滑剂及其制备工艺中：

所述脂肪酸为辛酸、油酸、硬脂酸、癸酸、癸二酸、己二酸、蓖麻油酸其中的一种或者几种的混合物。

所述有机胺为甲胺、二甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、DMF、二甘醇胺、二异丙醇胺、三乙胺、氨气其中的一种或者几种的混合物。

所述反应催化剂为对甲基苯磺酸、亚磷酸、次亚磷酸、硫酸，加量为反应原料脂肪酸和有机胺总质量的0.05%～5%。

本发明的有效益果和特点：

（1）本发明制备的润滑剂在具有泥浆中分散性好、抗高温、润滑性好的特点。

（2）本发明的钻井液用润滑剂可以与水混合，pH为7-10。

（3）本发明工艺操作简单，设备要求低，对环境无污染，容易大规模工业化生产。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明发明的内容，但本发明的内容不仅限于下面的实施例。

实施例1 钻井液用润滑剂及其制备工艺

在反应器中加入288g辛酸和105g二乙醇胺，0.4g对甲基苯磺酸，加热搅拌，逐步升温至170℃，反应8h，降温冷却，产物即为润滑剂1^#。

实施例2 钻井液用润滑剂及其制备工艺

在反应器中加入146g己二酸和133g二异丙醇胺，0.5g对甲基苯磺酸，加热搅拌，逐步升温至160℃，反应6h，降温冷却，产物即为润滑剂2^#。

实施例3 钻井液用润滑剂及其制备工艺

在反应器中加入202g癸酸和68g甲胺，0.5g亚磷酸，加热搅拌，逐步升温至200℃，反应8h，降温冷却，产物即为润滑剂3^#。

实施例4 钻井液用润滑剂及其制备工艺

在反应器中加入404g癸酸和101g三乙胺，1.5g次亚磷酸、加热搅拌，逐步升温至100℃，反应12h，降温冷却，产物即为润滑剂4^#。

实施例5 钻井液用润滑剂及其制备工艺

在反应器中加入284g硬脂酸和二乙醇胺105g，4g亚磷酸，加热搅拌，逐步升温至240℃，反应4h，降温冷却，产物即为润滑剂5^#。

实施例6 钻井液用润滑剂及其制备工艺

在反应器中加入282g油酸和10.3g甲胺，0.6g对甲基苯磺酸，加热搅拌，逐步升温至220℃，反应8h，降温冷却，产物即为润滑剂6^#。

实施例7 钻井液用润滑剂及其制备工艺

在反应器中加入202癸二酸和149g三乙醇胺，1g次亚磷酸，加热搅拌，逐步升温至140℃，反应8h，降温冷却，产物即为润滑剂7^#。

实施例8 钻井液用润滑剂的性能测试

本发明涉及的润滑剂的摩阻系数测定实验如下：