[发明专利]一种高密度钻井液用抗温抗盐极压润滑剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高密度钻井液用抗温抗盐极压润滑剂及其制备方法，属于石油钻井作业用助剂领域。为解决在高密度浆、高温高盐条件下润滑剂润滑效果不理想的问题，本发明将酯类基础油和长链脂肪酸在50‑95℃的条件下搅拌反应30min，再加入极压添加剂、摩擦副表面改性剂在95‑100℃下反应20min，最后加入乳化剂及消泡剂边搅拌边冷却至室温，制得一种在高温、饱和盐条件下润滑性能优异的高密度钻井液用极压润滑剂。与现有技术相比，本发明所得润滑剂在密度为2.0g/cm³的高密度浆中180℃老化后极压润滑系数降低率大于80%，在密度为2.0g/cm³的饱和盐水浆中150℃老化后极压润滑系数降低率大于80%，具有低增粘、起泡率低的优点，可用于深井、超深井、水平井及大斜度井等的钻井作业。

技术领域

本发明涉及一种石油钻井作业用助剂领域，特别涉及一种高密度钻井液用抗温抗盐极压润滑剂及其制备方法。

背景技术

随着深井、超深井等特殊条件井的不断开发，对超高温、超高压地层的钻探也随之增多，为保证顺利钻探和开采，此类井一般采用高密度钻井液。泥浆密度提高导致扭矩阻力和摩擦阻力明显增大，极易发生粘卡事故。在钻井液中添加适量润滑剂，是改善钻井液润滑性能的常用方法。

目前，常规润滑剂在低密度钻井液中润滑效果比较明显，但在高温、高固相及高含盐量等苛刻条件下，由于交联、降解、破乳、挥发等因素而失去活性，普遍存在增粘、易起泡、抗磨差、极压润滑性差及高荧光等问题。另外，现有润滑剂技术多采用生物降解性差的矿物型润滑剂，在环境中长期积累和富集，产生一系列环境问题，不利于继续扩大应用。为有效降低钻井中的摩擦阻力，保障钻井作业的顺利进行，对适用于高密度钻井液抗温抗盐极压润滑剂的研究具有现实的重要意义。

研究适用于高密度钻井液的抗温抗盐极压润滑剂存在以下难点：高密度钻井液的高固相使钻井液粘度切力增大导致摩擦阻力增高，润滑性变差；高温使得润滑剂分子易发生降解、交联、基团变异、解吸附及去水化作用，同时高温条件下循环使润滑剂挥发量增大，有效含量降低；高盐使得润滑剂易破乳而降低甚至失去润滑效果。

在极压润滑剂的研究上，国外的研究进展以贝克休斯、哈里伯顿以及斯伦贝谢三大钻井公司的为代表，国内多是在国外原有润滑剂基础上对其进行化学改性或者是利用植物油对其进行复合，极压润滑剂和合成润滑剂都还属于比较薄弱的品种。现有润滑剂技术中，一般润滑剂本身抗温及抗盐性能比较差，尤其在高密度浆、高温高盐条件下润滑效果非常不理想，甚至会出现副作用，增加了深井钻进过程中的压差卡钻，对钻杆的磨损增加。

专利CN1329124A公开了一种钻具在极高压力下作业使用的极压润滑剂，可在极高负荷的条件下，在摩擦钻具表面形成坚固的化学膜，适合在斜井和定向井中使用。专利CN101157850公开了一种用动植物油脂制备的抗高温润滑剂，是深井钻井、探井及各种复杂井的高效润滑剂。专利CN104893688A公开了一种抗高温的钻井液用润滑剂，抗温可达到200℃。上述专利均未涉及到在高密度浆中的抗温及抗极压性能。专利CN101486896公开了一种在高密度钻井液中使用的润滑剂，在密度为2.4g/cm³的高密度浆中，150℃老化后，其粘附系数降低率为50%，摩擦系数降低率为35%，但没有涉及到在高密度饱和盐中的抗温性能。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种在高温、饱和盐条件下润滑性能优异且无荧光、对钻井液流变性影响较小的高密度钻井液用极压润滑剂及其制备方法。

本发明之一是提供一种高密度钻井液用抗温抗盐极压润滑剂，其技术方案是：以重量份数计包括以下组分：

酯类基础油75-85重量份，

长链脂肪酸5-10重量份，

极压添加剂5-10重量份，

摩擦副表面改性剂2-5重量份，