[发明专利]钻井液用生物降解润滑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井液用润滑剂技术领域，是一种钻井液用生物降解润滑剂及其制备方法。

背景技术

钻井液是一种在钻井过程中具有携带钻屑、冷却润滑钻头、平衡地层压力、保护井壁稳定及保护油层不受伤害等多种作用的工作流体，其性能直接影响到钻井效率、井下安全和成本控制，是钻井工程技术的重要组成部分。

钻井液润滑剂是一种重要的钻井液化学处理剂，它的作用是改善钻井液润滑性，降低井壁与钻具之间的摩擦，降低钻柱旋转扭矩和起下钻阻力，从而减少卡钻事故的发生。近年来，由于钻井技术的发展，特别是大斜度、大位移定向井和海上定向井钻井技术的发展，对钻井液润滑性能提出了更高的要求。

现用润滑剂多采用矿物油调配而成，由于矿物润滑剂的生物降解性差，对环境污染严重，随着人类环保意识的不断增强，对润滑剂的环境要求也越来越高，迫切需要开发新一代环境友好润滑剂。

生物降解润滑剂的基础油有聚醚、合成脂和植物油。聚醚是环氧乙烷、环氧丙烷或其混合物的聚合物，具有良好的润滑性能、高闪点、高粘度指数、低倾点、抗燃等优点，但有一定的毒性，其生物降解性与分子结构及分子量有很大关系，同时可溶于水，其润滑性能受到限制。可用作生物降解润滑剂基础油的合成脂类是多元醇脂、双脂及其复合脂，具有良好的氧化稳定性、低温流动性和润滑性能，无毒，生物降解性好，但其价格昂贵，因此限制了合成脂类在生物降解润滑剂中的大规模使用。植物油作为生物降解润滑剂基础油的优势在于：良好的润滑性能、挥发度低、工艺处理能耗低、环境扩散少、价廉、资源可再生、无毒、生物降解性好。植物油已成为可生物降解润滑剂基础油的首选，但植物油的热氧化稳定性、水解安定性及低温流动性较差。

发明内容

本发明提供了一种钻井液用生物降解润滑剂及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有矿物润滑剂和生物降解润滑剂不能满足大斜度、大位移定向井和海上定向井钻井技术发展要求的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种钻井液用生物降解润滑剂：按重量份数含有原料油70份至90份、低碳醇8份至15份、催化剂0.5份至3份、表面活性剂3份至15份。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述低碳醇为甲醇或乙醇。

上述催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾或甲醇钠或乙醇钠。

上述表面活性剂为司盘-80、吐温-80和OP-10中的一种或一种以上组合物。

上述原料油为植物油或动物油或餐饮垃圾油。

上述植物油为菜籽油或葵花籽油或棉籽油或大豆油或蓖麻油。

上述动物油为猪油或羊油或牛油。

上述餐饮垃圾油为地沟油。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种钻井液用生物降解润滑剂的制备方法：按下述步骤进行：第一步：将所需要量的原料油、低碳醇和催化剂加入反应器中在40℃至90℃的温度下进行酯交换反应和回流反应2小时至5小时；第二步：用盐酸将反应产物的pH值调整为7至7.5；第三步：加入所需要量的表面活性剂并搅拌30分钟至60分钟，冷却后即得钻井液用生物降解润滑剂。

本发明通过原料油、低碳醇、催化剂和表面活性剂的配合使用，实现增强钻井液润滑性能的目的，具有性能稳定、低温流动性好、无毒、易生物降解和对环境污染小，减少了卡钻事故的发生，降低了钻井生产成本。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

实施例1，该钻井液用生物降解润滑剂按重量份数含有原料油70份至90份、低碳醇8份至15份、催化剂0.5份至3份、表面活性剂3份至15份。

实施例2，该钻井液用生物降解润滑剂按重量份数含有原料油70份、低碳醇8份、催化剂0.5份、表面活性剂3份。

实施例3，该钻井液用生物降解润滑剂按重量份数含有原料油90份、低碳醇15份、催化剂3份、表面活性剂15份。

实施例4，该钻井液用生物降解润滑剂按重量份数含有原料油70份、低碳醇15份、催化剂0.5份、表面活性剂15份。

实施例6，该钻井液用生物降解润滑剂按重量份数含有原料油90份、低碳醇8份、催化剂3份、表面活性剂3份。

在上述实施例中，可根据需要进行如下的选择：

低碳醇为甲醇或乙醇。

催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾或甲醇钠或乙醇钠。