[发明专利]一种钻井液用抗磨减阻剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采化学技术领域，特别涉及一种钻井液用抗磨用减阻剂及其制备方法。

背景技术

伴随石油天然气勘探开发步伐的深入，深井、大斜度井、水平井越来越多，而在这类井的施工过程中由于施工周期长或井眼轨迹狗腿度大，钻具与套管之间由于相互摩擦，造成钻杆磨损，套管局部磨薄或磨破导致井筒无法达到承压要求，给钻井生产带来严重隐患或造成重大事故，减少了油气井的开采寿命，极可能造成重大的经济损失和人员伤亡。在油气开采钻井过程中，普通润滑剂在高温、高密度、高固相、强碱条件下，由于交联、降解、挥发、破乳等因素而失去活性，润滑、减阻效能大大降低。除此之外，在大斜度井段钻井过程中，钻柱与井壁接触面积增大，摩阻增加，井眼清洗不力，井壁不稳定，极有可能导致缩径、坍塌以及岩屑床的形成，增加了钻井过程中的扭矩与摩阻。如果润滑性及减阻性控制不好，极易引发粘卡、泥包等复杂事故，并造成流动阻力的增大，降低机械钻速。

因此，开发出一种能够有效降低井下摩阻系数的钻井液用抗磨减阻剂，减少套管的磨损，提高钻井液的润滑性，降低井下摩阻系数，减少粘附卡钻和钻头泥包的几率，有效提高钻井速度，提高油气井勘探开发效益，在油气开采钻井过程中，显得尤为重要。

发明内容

本发明提供一种能优先吸附在钻具表面，在钻具和套管的表面形成一层致密的高强度的保护膜，从而大大降低金属表面摩擦和磨损，同时有效降低钻井液的极压润滑系数和泥饼粘附系数，减少钻井过程中阻卡等事故发生的钻井液用抗磨减阻剂。

本发明通过以下技术方案实现：

一种钻井液用抗磨减阻剂，其特征在于，配方主要原料包括植物油酸、棉子油，硫磺粉，二乙醇胺，煤油等；辅助原料包括磷酸三丁酯，有机土，T323极压抗磨剂等。

进一步，所述钻井液用抗磨减阻剂中各组份占减阻剂总量的重量比为，植物油酸7%～13%，棉子油26%～31%，硫磺粉6%～11%，二乙醇胺3%～5%，煤油27%～29%，辅料及其他材料合计12%～17%。

进一步，所述植物油酸中，顺-9-十八碳烯酸有效含量为95%以上。

进一步，所述棉籽油中，油酸有效含量在31%～34%之间，硬脂酸有效含量在48%～61%之间。

一种钻井液用抗磨减阻剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）在磺化反应条件下，按照权利要求2中所述配方比例，将棉子油与硫磺粉混合物反应得到磺化脂肪酸盐含量≥75%的磺化棉籽油复合物；

（2）在磺化反应条件下，按照权利要求2中所述配方比例，将植物油酸与硫磺粉混合物反应得到磺化脂肪酸盐含量≥75%的磺化油酸复合物；

（3）在酰胺化反应条件下，将步骤（2）所得的磺化油酸复合物与和二乙醇胺混合反应，得到减阻剂主体复合物；

（4）在中和反应条件下，将步骤（1）所得的磺化棉籽油复合物、步骤（3）所得的减阻剂主体复合物、煤油及磷酸三丁酯，有机土，T323极压抗磨剂等辅料按配方比例进行混配，得到抗磨减阻剂成品。

进一步，所述钻井液用抗磨减阻剂的制备方法，步骤（1）磺化反应条件包括温度为160℃，时间为170～230min。

进一步，所述钻井液用抗磨减阻剂的制备方法，步骤（2）磺化反应条件包括温度为160℃，时间为160～210min。

进一步，所述钻井液用抗磨减阻剂的制备方法，步骤（3）酰胺化反应条件包括温度为130℃～150℃，时间为160～220min。

进一步，所述钻井液用抗磨减阻剂的制备方法，步骤（4）中和反应条件包括温度为常温，时间为120～140min。

本发明涉及的钻井液用抗磨减阻剂是由多种具有极压性和抗磨性的有机材料在高温条件下复合而成，有益效果体现在：

（1）本发明涉及的钻井液用抗磨减阻剂抗高温，荧光可调，极压抗磨性好，极压润滑性优异，提升开采效率。

（2）本发明可生成致密的高强度保护膜，优先吸附在钻具表面，降低表面摩擦和磨损，有效降低钻井液的极压润滑系数和泥饼粘附系数，提高润滑性，减少钻井过程中阻卡等事故的发生。

具体实施方式

本发明提供一种能优先吸附在钻具表面，大大降低金属表面摩擦和磨损的产品，同时也能有效降低钻井液的极压润滑系数和泥饼粘附系数，减少钻井过程中阻卡等事故发生的钻井液用抗磨减阻剂。

本发明通过以下技术方案实现：