水基鉆井液用的泥餅粘附潤(rùn)滑劑的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種水基鉆井液用的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，包含0.1～15wt%的泥餅粘附潤(rùn)滑改善劑、0～4wt%的三乙醇胺、0.01～20wt%的表面活性劑和余量油；其中，所述泥餅粘附潤(rùn)滑改善劑的化學(xué)式為：(RCO2)xM或(RCO2)x-y(OH)yM式中R為C8～C20的飽和直鏈或支鏈烷基，或者為C8～C20的不飽和直鏈或支鏈烷基；M為+2價(jià)、+3價(jià)或+4價(jià)的金屬離子；x=2～4，y=0～2，且x>y；所述表面活性劑的HLB>8；所述油為礦物油、植物油、廢機(jī)油、經(jīng)植物油改性的油或回收的地溝油。該水基鉆井液用的泥餅粘附潤(rùn)滑劑具有非常好的泥餅粘附潤(rùn)滑能力，泥餅粘附潤(rùn)滑系數(shù)降低率可達(dá)70%以上。
【專(zhuān)利說(shuō)明】水基鉆井液用的泥餅粘附潤(rùn)滑劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油、天然氣鉆井作業(yè)領(lǐng)域，特別是涉及一種水基鉆井液用的泥餅粘附潤(rùn)滑劑。
【背景技術(shù)】
[0002]在鉆井作業(yè)中，因摩擦而損失的能量占各種機(jī)動(dòng)設(shè)備產(chǎn)生總能量的70%，如此大的能量損失足以制約著定向井、水平井和大位移井的工程成敗，因此，降低摩擦損耗對(duì)鉆井工程具有重要意義。目前降低摩擦損耗最常見(jiàn)的方法是向鉆井液中添加潤(rùn)滑劑。
[0003]按照鉆井過(guò)程中的潤(rùn)滑機(jī)理和潤(rùn)滑部位可將潤(rùn)滑劑分為四類(lèi):第一類(lèi)是降低鉆具與套管之間摩擦的極壓潤(rùn)滑劑，它通常是含有S、P、N、B、O、Cl等元素的物質(zhì)，在極壓條件下，可在鉆具和套管的金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一層致密、抗極壓且具有降低摩阻性質(zhì)的化學(xué)膜，進(jìn)而降低鉆具與套管之間的摩擦；第二類(lèi)是降低鉆具與裸眼井壁之間摩擦，防止壓差卡鉆的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，它是通過(guò)改善泥餅質(zhì)量，提高泥餅的油滑性，進(jìn)而降低鉆具與井壁之間的摩擦；第三類(lèi)是在鉆具和套管之間存在的微球或具有層間滑動(dòng)性質(zhì)的石墨類(lèi)物質(zhì)，其可將鉆具與套管之間的干摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦或滑動(dòng)摩擦；第四類(lèi)是流體減阻劑，它通常是一種高分子聚合物，依靠自身的粘彈性來(lái)抑制鉆井液流體因湍流而產(chǎn)生的徑向能量耗散，進(jìn)而降低鉆井液流體的摩阻，減少鉆井液流體壓降損失，最終實(shí)現(xiàn)降低鉆井液泵送壓力的目的。相對(duì)于其它三種潤(rùn)滑劑，泥餅粘附潤(rùn)滑劑的長(zhǎng)處在于它能更好的預(yù)防和降低壓差卡鉆，確保井下安全，并對(duì)降低鉆具扭矩、提高鉆速也有著非常大的貢獻(xiàn)。
[0004]目前，在泥餅粘附潤(rùn)滑的研究方面有著非常大的缺陷和不足。泥餅粘附潤(rùn)滑劑發(fā)展的初期，主要是直接采用原油作為鉆井液潤(rùn)滑劑。發(fā)展到現(xiàn)在，直接采用原油的方式已被淘汰，取而代之的主要是浙青類(lèi)和乳化礦物油或動(dòng)植物油類(lèi)。由于環(huán)保的需要，浙青類(lèi)潤(rùn)滑劑用量越來(lái)越少。由于乳化油類(lèi)不能在泥餅形成有效吸附，使泥餅粘附潤(rùn)滑能力難以達(dá)到要求。極壓潤(rùn)滑劑，主`要也是添加乳化劑和極壓添加劑的油類(lèi)產(chǎn)品，雖然在極壓潤(rùn)滑方面已經(jīng)做到了極致，但其在泥餅粘附潤(rùn)滑性同上面提到的乳化油類(lèi)一樣，不能在泥餅上有效的吸附，使泥餅粘附潤(rùn)滑能力達(dá)不到要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種水基鉆井液用的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，解決目前鉆井液潤(rùn)滑劑泥餅粘附潤(rùn)滑能力差的問(wèn)題。
[0006]一種水基鉆井液用的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，由以下按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的組分制得:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種水基鉆井液用的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，其特征在于由以下按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)的組分制得:
2.如權(quán)利要求1所述的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述M為Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Mn2+、Ni2+、Pb2+、Cr3+、Al3+、Fe3+、Zr4+ 或 Ti4+。
3.如權(quán)利要求1所述的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述三乙醇胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01 ~1%。
4.如權(quán)利要求1所述的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述多乙烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。
5.如權(quán)利要求1所述的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述表面活性劑為陰離子表面活性劑、陽(yáng)離子表面活性劑、非離子表面活性劑或者其中任意兩種或兩種以上表面活性劑以任意比混合的產(chǎn)物。
6.如權(quán)利要求5所述的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述陰離子表面活性劑的結(jié)構(gòu)式為:
(R-X) (Y)n 式中R為C8~C2tl的飽和或不飽和的直鏈或支鏈烷基；
X 為 C6H4SO3' -O-SO3' SO3' CO2-或-0-P0廣； Y為H+、NH4+、質(zhì)子化的三烷基胺、季銨離子或堿金屬陽(yáng)離子；
當(dāng) X 為 C6H4SO3' -O-SO3' S03_ 或 C02_ 時(shí)，n=l ; 當(dāng)X為-0-P0廣時(shí)，n=2 ； 所述陽(yáng)離子表面活性劑為C8~C2tl的飽和或不飽和的直鏈或支鏈烷基取代的季銨鹽或銨鹽表面活性劑； 所述非離子表面活性劑為C8~C2tl的飽和或不飽和烷基醇聚氧乙烯醚、C8~C2tl的飽和或不飽和烷基酚聚氧乙烯醚、Span系列非離子表面活性劑或Tween系列非離子表面活性劑。
7.如權(quán)利要求1所述的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述泥餅粘附潤(rùn)滑改善劑為硬質(zhì)Ife招。
8.如權(quán)利要求7所述的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述硬質(zhì)酸鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I ~10%。
9.如權(quán)利要求1所述的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述礦物油為白油、煤油、柴油或原油；所述植物油為花生油、大豆油、玉米油、菜籽油、蓖麻油、棕櫚油、橄欖油或棉籽油。
10.如權(quán)利要求9 所述的泥餅粘附潤(rùn)滑劑，其特征在于:所述白油的沸點(diǎn)高于120°C。
【文檔編號(hào)】C09K8/035GK103865498SQ201410130863
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】解洪祥, 王緒美, 趙福祥, 張恩平, 尹靜, 劉彥妹, 周振良, 左鳳江, 田野, 賈東民, 賈利軍, 李洪俊, 虞海法 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司