[发明专利]一种钻井液用环保润滑剂及其制备方法以及应用

说明书

本发明属于石油天然气及地质勘探开发中的钻井液领域，具体涉及一种钻井液用润滑剂及其制备方法和应用。本发明提供了一种钻井液用润滑剂，由包含以下质量份数的原料制备得到：植物油25～35份、脂肪酸酰胺25～35份、聚醚类15～20份、低碳醇10～20份、纳米硼酸锌5～15份、碱性催化剂1～2份。本发明的方法包括以下制备步骤：经植物油与低碳醇进行酯交换反应，酯交换产物与脂肪酸酰胺和聚醚类进行酰胺化和取代反应，反应产物与纳米硼酸锌在真空条件下反应，得到润滑剂。实施例结果表明，本申请提供的钻井液用润滑剂具有良好的润滑性、抗磨性、环保性且粘滞系数低，能够应用于渤海等一级海域的钻井液中。

技术领域

本发明属于石油天然气及地质勘探开发技术领域，具体涉及一种钻井液用润滑剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，石油勘探开发正不断向大位移井、水平井、海洋钻井方向发展，在钻井过程中不断出现高摩阻和扭矩问题，对钻井液用润滑剂提出了更高的要求；同时随着新环保法的颁布，海洋领域钻井液相关环保法规越来越严格，钻井液单剂全部需符合国家环保要求，国标GB/T 18420.1-2009中6.1.2钻井液部分规定，在一级海域里要求水基钻井液的生物毒性＞30000mg/L。常规使用的润滑产品中多含有石油类和其他化学添加剂，具有毒性、难降解，部分分解后还会严重污染陆地和海洋环境，因此开发出一种兼具极压润滑和抗磨减阻性能，又满足环保法要求的钻井液用润滑剂刻不容缓。

例如：中国专利CN105694826A公开了一种环境友好型钻井液润滑剂，并具体公开钻井液润滑剂主要是以生物柴油为基础油，加入阴离子表面活性剂、非离子型表面活性剂、极压抗磨剂以及消泡剂调和而成，具有优异的抗磨性能和生物降解性，但该润滑剂在基浆中的润滑系数降低率不高，2％加量时才能达到80.47％。

再如：中国专利CN105969324A公开了一种水基钻井液用非硫磷润滑剂，以酯、酯与沥青的混合物、树脂以及span-80、OP-10配置而成，该润滑剂配伍性好，润滑性能好，能很好的分散在水中，不产生漂浮油花，适用于各类水基钻井液体系和所有井型的油气开发井，可用于探井，但仅公开了钻井液的润滑效果，而未对钻井液抗磨效果进行评价，不能兼具极压润滑和抗磨减阻的双重效果，且无生物毒性、生物降解性数据，环保性无法得知。

又如：中国专利CN105505338A公开了一种环保型抗高温钻井液抗磨剂及其制备方法，其原料包括五硫化二磷、异辛醇、油酸、二乙磷铵、氢氧化钾、二锌化钼、二基钾硅油、碳酸锌、双硬脂酸铝和水。虽然该专利公开的抗磨剂生物毒性和生物降解性，仅有数据，没有公开测试方法和标准，且该抗磨剂无极压润滑数据，其润滑效果未可知，且该专利原料中含有硫化物，提高抗磨效果的同时，也降低了环保能力。

又再如：中国专利CN105505340A公开了一种环保型钻井液润滑剂及其制备方法，涉及水基钻井液用润滑剂技术领域，其特征在于其组成为：脂肪酸酯、生物柴油、固体润滑剂、极压润滑剂、分散剂、消泡剂；其中各组成的质量百分比为：脂肪酸酯：20％～50％；生物柴油：30％～60％；固体润滑剂：5％～20％；极压润滑剂：5％～10％；分散剂：1％～5％；消泡剂：3％～10％。该润滑剂在基浆中润滑系数降低率为87.5％～95.3％，润滑效果比本发明低。现有技术中所述各种环保润滑剂产品生物毒性和生物降解性数据不全面；不能兼具极压润滑、抗磨和环保要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钻井液用润滑剂及其制备方法和应用，本发明提供的润滑剂生物毒性低，生物降解性高，同时具有较好的极压润滑抗磨性。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供一种钻井液用润滑剂，由包含以下质量份数的原料制备得到：植物油25～35份，脂肪酸酰胺25～35份，聚醚类15～20份，低碳醇10～20份，纳米硼酸锌5～15份，催化剂1～2份。

优选的，所述植物油包括豆油、菜籽油和葵花籽油中的一种或多种。