[发明专利]一种抗磨减阻处理剂及制备方法、润滑剂组合物与应用

说明书

本发明提出了一种抗磨减阻处理剂及制备方法、润滑剂组合物与应用，该处理剂是采用环氧烷烃和烷基醇胺为原材料反应制得的烷基胺类抗磨减阻处理剂，该处理剂基于烷基胺类化合物结构中的氮原子可以与金属表面原子形成稳定的表面吸附膜，这种化学吸附膜可以有效提高抗磨剂的抗磨减阻性能。含本发明的抗磨减阻处理剂的润滑剂组合物添加至水基钻井液润滑剂中，可显著提升钻井液的抗磨减阻性能。

技术领域

本发明涉及油田钻井液技术领域，尤其涉及一种抗磨减阻处理剂及制备方法、润滑剂组合物与应用。

背景技术

润滑剂是钻井液的核心处理剂之一，可显著降低钻具与井壁之间的摩擦、减小钻进扭矩和起下钻摩阻，可有效提高钻速，大大提升作业效率。随着油气勘探的发展，钻井工程中采用水平井、定向井、长裸眼深井、复杂结构井逐渐增多，作业时钻柱与井壁接触面积明显增大，摩阻增加，从而现代钻井作业对水基钻井液的极压抗磨、润滑性能提出了更高的要求。目前，现场应用的常规润滑剂大多选用矿物油或白油、植物油和合成脂类作为水基钻井液用的润滑剂的基础油，其中植物油和合成脂的生物降解性最好，矿物油和白油的生物降解性最差，易对生态环境造成污染。植物油类润滑剂相对较环保且常温下润滑效果好，但抗温耐盐能力相对较差，而且植物油和合成脂类润滑剂的极压抗磨性能有待提高。

在高速、高温和高负荷等恶劣工况的井下钻井环境中，极压抗磨剂是水基钻井液用润滑剂的重要组成部分。极压抗磨剂目前种类主要有S型、P型、Cl型、Mo型、N型、B型、有机金属型、稀土化合物型和纳米粒子型，其中S型、P型、Cl型极压抗磨剂属于传统类型，主要与金属反应生成化合物膜，两者之间可复合使用，具有一定的协同效果，但是环保性较差。Mo型、N型、B型属于新型的环保类极压抗磨剂，其可在金属表面以化学键形式生成化学吸附膜，但是目前在钻井液润滑剂中使用较少，可作为提升水基钻井液抗磨减阻性能的重点研究方向。

随着石油工程的发展和能源绿色、高效开发要求的提升，对于水基钻井液润滑剂的性能要求也越来越高。因此，亟待开发出一种性能优异、环境友好、可以提升水基钻井液抗磨减阻性能的处理剂，对于加快我国油气高效、绿色开发具有重要的现实意义。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种抗磨减阻处理剂及制备方法、润滑剂组合物与应用。

第一方面，本发明提出了一种抗磨减阻处理剂，该抗磨减阻处理剂由环氧烷烃和烷基醇胺为原材料反应制得的；

所述环氧烷烃为C₈～C₂₀的环氧烷烃，更优选地，环氧烷烃为1,2-环氧十二烷、1,2-环氧十六烷、1,2-环氧十八烷中的一种；

所述烷基醇胺为二乙醇胺、异丙醇胺、乙醇胺中的一种。

第二方面，本发明提供了一种抗磨减阻处理剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将烷基醇胺和环氧烷烃混合反应；

S2：将S1得到的反应产物萃取、重结晶，得到抗磨减阻处理剂。

作为本发明的具体实施方式，所述步骤S1中，所述环氧烷烃为C₈～C₂₀的环氧烷烃，优选地，环氧烷烃为1,2-环氧十二烷、1,2-环氧十六烷、1,2-环氧十八烷中的一种。

作为本发明的具体实施方式，所述步骤S1中，所述烷基醇胺是同时含有氨基和羟基的化合物，且氨基上需含有氢原子；优选地，烷基醇胺为二乙醇胺、异丙醇胺、乙醇胺中的一种。

烷基醇胺同时含有氨基和羟基的化合物，且氨基上需含有氢原子，是使开环反应能够进行。

作为本发明的具体实施方式，所述步骤S1中，所述环氧烷烃与烷基醇胺的摩尔比为1:1～1.2，优选地，摩尔比例为1:1.1。