[发明专利]钻井液用润滑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气及地质勘探开发中的钻井液领域，涉及一种钻井作业中用的润滑剂。

背景技术

石油天然气资源的勘探与开发中，钻井是必不可少的技术手段。在钻井作业中需要使用钻井液。钻井液的作用包括稳定井壁、清洁井眼、协助破碎岩石、冷却钻具、作为信号传输介质等。随着勘探开发的不断发展，大位移井、复杂结构井、水平井越来越多，这导致钻具与井壁或钻具与套管之间的摩阻越来越大，这使得在钻井过程中钻具磨损严重，施加的压力无法由钻具传至井底，钻速降低，还容易发生卡钻等安全事故。

钻井液润滑剂是钻井液中的重要添加剂，其作用是降低钻具与裸眼井壁之间和钻具与金属套管之间的摩擦阻力，防止泥包钻头，进而起到提高钻速、防止卡钻和减少钻具磨损的目的。发展至今，钻井液润滑剂种类非常繁多，但多存在不足之处：(1)润滑性能单一，仅起到降低钻具与套管井壁间摩擦，或仅起到降低钻具与裸眼井壁间的摩擦，两种润滑功能兼顾的润滑剂较少；(2)润滑剂的抗温能力差，在钻井液中经120℃高温老化一段时间后，润滑剂分解，润滑能力大幅度降低，且易起泡；(3)荧光级别高，严重干扰录井，不便于在探井当中使用。为了能够解决上述问题，发明出一种全新的润滑剂合成配方，实现了一种润滑剂同时具有降低钻具与套管间摩擦和钻具与裸眼井壁间摩擦的功能，抗温达180℃，荧光级别小于等于3。

发明内容

本发明的目的在于提供一种荧光级别低、抗高温且同时具有优越的降低钻具与套管间摩擦和钻具与裸眼井壁间摩擦的功能的钻井液润滑剂。

本发明的另一目的在于提供一种制备该钻井液润滑剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明的钻井液用润滑剂，由下述重量份的组分制备而成：

其中：

所述白油为5#、7#、10#、15#或20#白油；

所述流型调节剂为三乙醇胺、三异丙醇胺或二乙醇胺；

所述表面活性剂为阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂；

所述多羟基三烷基胺类化合物具有式IV结构：N(CH₂CHOHCH₂OR)₃式IV，其中，R为C₁₂～C₂₀的饱和直链烷基。

优选地，所述阴离子表面活性剂为油酸。

优选地，所述非离子表面活性剂为油酸三乙醇胺。

所述非离子表面活性剂为烷基聚氧乙烯醚，所述烷基聚氧乙烯醚具有式I结构：

R(OCH₂CH₂)_nOH 式I，

其中，R为C₁₂～C₂₀的饱和直链烷基，n为3～9。

具体地，所述烷基聚氧乙烯醚可以选用十二烷基七聚乙二醇醚、十二烷基九聚乙二醇醚、十六烷基七聚乙二醇醚等。

所述非离子表面活性剂具有式II结构：

RCON(CH₂CH₂OH)₂ 式II，

其中，R为C₁₂～C₂₀的饱和直链烷基。

具体地，该类非离子表面活性剂可以选用油酸二乙醇酰胺、亚油酸二乙醇酰胺、硬脂酸二乙醇酰胺、椰油酸二乙醇酰胺等。

所述非离子表面活性剂具有式III结构：

RCOOCH₂CH₂N(CH₂CH₂OH)₂ 式III，

其中，R为C₁₂～C₂₀的饱和直链烷基。

具体地，该类非离子表面活性剂可以选用三乙醇胺单硬脂肪酸酯、三乙醇胺单油酸酯、三乙醇胺单亚油酸酯等。

所述硫化烯烃棉籽油为硫元素含量6％～11wt％的硫化烯烃棉籽油；

具体地，该三乙醇胺三烷基羧酸酯类化合物可以选用3,3',3”-三(1-(十六烷氧基)丙烷-2-醇)胺、3,3',3”-三(1-(十二烷氧基)丙烷-2-醇)胺、3,3',3”-三(1-(十八烷氧基)丙烷-2-醇)胺等。