[发明专利]一种钻井液润滑剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石油钻井用润滑剂技术领域，具体涉及一种钻井液润滑剂的制备方法。

背景技术

钻井液用润滑剂是钻井过程中比较重要的一种钻井液添加剂，其作用是改善钻井液润滑性能，减小钻具、套管与井壁之间的摩擦，降低钻柱在钻井过程中的旋转扭矩和起下钻时产生的阻力，使卡钻事故的发生率降到最低。

目前，钻井液用润滑剂的合成方法主要有两类，一类是以轻质润滑油、白油或柴油为原料，通过加入一定量的分散剂及乳化剂复配来制备；另一类方法是以动植物油或废弃油脂为原料，依次通过酰胺化、酯化及与其他组分复配来制备钻井液用润滑剂。这两种方法都存在明显缺点，前者不仅由于含有矿物油组分，有较高的荧光级别，对地质数据的分析和评价产生的影响较大，而且所使用的合成类化学表面活性剂及矿物油基润滑剂都难以生物降解，容易对地层造成污染。而后者虽然从生产成本、环境保护及产物荧光级别方面都有所改善，但不同方法都有自己的不足：

CN100519687C公开的一种动植物油脂制备钻井液用抗高温润滑剂，具体是先将废弃油脂、乙醇胺和二乙二醇按一定比例混合进行酯化反应，反应温度控制在110～130℃，反应时间为1.5～3个小时；再加入一定量的硫磺进行硫化反应，反应温度控制在140～160℃，反应时间为3～6个小时；再加入油溶性树脂2～5份和石墨粉10～30份混合、搅拌均匀，制得了钻井液用抗高温润滑剂。该方法的缺点是：一方面反应过程中用硫磺作原料，刺激气味较大且污染严重；另一方面所加入的油溶性树脂在润滑油的溶解性及生物降解方面都不够理想。

CN101597535A公开了一种新型有机含氮硼酸酯润滑油添加剂，该发明以蓖麻油或色拉油为原料，依次通过与二乙醇胺和硼酸反应制备出有机含氮硼酸酯润滑油添加剂。但该方法一方面所使用的原料成本较高，另一方面其仅仅是一种添加剂，要做为钻井液润滑剂还需要和其他添加剂进行复配。

CN103045183A公开的地沟油润滑剂及其制备方法，其制备方法如下：在密闭反应釜中加入地沟油，开始搅拌，当反应釜温度达到40℃～50℃时，搅拌并缓慢均匀加入亚硫酸钠反应60～90分钟；加入山梨糖醇酐油酸酯，搅拌反应10～20分钟，加入水，将pH值调整至7～8，搅拌反应3～8分钟；分别加入极压抗磨剂、抗氧剂、甲醛搅拌3～8分钟，即制得水基钻井液用的地沟油润滑剂。此类润滑剂的制备加入了极压抗磨剂、抗氧剂等，不仅制备成本较高，不适合大批量生产，而且加入的甲醛会带来环境污染。

利用可回收生物油来制备生物降解钻井液润滑剂不仅价格便宜，材料来源广泛，且研发成本低，具有作为润滑油的基本化学性质，为高效润滑性钻井液体系提供了一种全新有效的途径。然而在合成过程如何才能既保证所有原料的无污染、易生物降解及低荧光特性，又能实现产物理想的润滑性能一直是亟待解决的科学难题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种钻井液润滑剂的制备方法，环保且成本低。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种钻井液润滑剂的制备方法，包括以下步骤：

1）酰胺化反应：将地沟油40～60份、有机醇胺16～20份、质量浓度为30%的碱溶液6～12份进行酰胺化反应，反应温度控制在100℃～120℃，反应时间为4h～6h，所述的地沟油为潲水油、煎炸废油、食品及相关企业产生的废弃油，其中植物油含量为40%～70%，动物油含量为30%～60%，所述碱溶液为NaOH或KOH溶液，所述的有机醇胺为二乙醇胺；

2）酯化反应：降温至60℃～70℃，取6～12份硼酸加入步骤1）制得的反应物中进行反应，反应时间为2～4h；

3）在步骤2）制得的反应物中加入生物表面活性剂0.1～0.5份和固体润滑剂1～5份，混合、30-50℃均匀搅拌20-40min，即制得生物油硼酸酯钻井液润滑剂，所述的生物表面活性剂为微生物代谢产物脂肽、鼠李糖脂及槐糖脂，所述的固体润滑剂为石墨粉，

所述份数为重量份数。

本发明的上述技术方案比现有技术具有以下优点：

1、本发明提供的钻井液润滑剂集液体润滑剂和固体润滑剂于一体，可抗180℃高温，具有良好的水溶性和润滑减阻效果。在淡水钻井液和海水钻井液中润滑效果较好，具有一定的抗盐性。

2、本发明所提供的钻井液润滑剂不含难以降解的矿物油类物质，无毒对环境无污染，不干扰地质荧光探井和录井，可以满足地质探井录井和环保的要求。改钻井液除了能提高钻井液润滑性能外，对钻井液的其他性能，如表观粘度，滤失量等几乎没有影响。