[发明专利]一种钻井液用极压抗磨润滑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油钻井过程中钻井液用处理剂，用于钻井液施工中，属于石油钻探领域。

技术背景

随着石油勘探开发的不断发展，钻井工程中面临的复杂情况日益突出，深井、超深井、高温高压井等特殊条件井逐渐增多，如何最大程度提高机械钻速，这对钻井液性能尤其是润滑减阻性能提出了更高的要求。普通润滑剂存在极压膜强度低、润滑持效性差、抗温性能差，具有毒性等问题，难以满足现代钻井的需求。

为了解决以上问题，研究开发了一种新型钻井液用极压抗磨润滑剂。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种新型钻井液用极压抗磨润滑剂的制备方法及应用。该润滑剂润滑性能优良，极压润滑持效性强；负荷磨损指数和烧结负荷较高，磨斑直径低，极压膜强度高，抗温性强。

本发明的目的之一是提供一种新型钻井液用极压抗磨润滑剂。

本发明的目的之二是提供一种新型钻井液用极压抗磨润滑剂的制备方法。

本发明一种新型钻井液用极压抗磨润滑剂，该润滑剂由基础油、极压抗磨剂、表面活性剂、稳定剂组成；所述的基础油为7号白油；所述的表面活性剂为苯磺酸盐类、OP型、吐温类中的一种或两种的混合物；稳定剂为磷酸酯类、羧酸脂类或硝酸脂类中的一种或几种的混合物。

该润滑剂加量为1.5％时极压润滑系数降低率大于80％，润滑性能优良，且极压润滑持效性强；通过四球机实验对其极压抗磨性进行分析，该润滑剂负荷磨损指数为736N，烧结负荷为3037N，摩斑直径为0.23mm，说明该润滑剂有着较高的负荷磨损指数和烧结负荷，较低的磨斑直径。该润滑剂抗温达180℃；与不同钻井液体系配伍性良好。SDR荧光级别为1～2级，无毒，易生物降解，符合环保要求。

附图说明：

图1为实施例1制备的钻井液用极压抗磨润滑剂SDR加入后各钻井液体系的润滑性能。

图2为实施例1制备的钻井液用极压抗磨润滑剂SDR不同加量下体系的润滑性系数和极压膜强度。

图3为实施例1制备的钻井液用极压抗磨润滑剂SDR在海水中的生物降解性。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例1：

新型钻井液用极压抗磨润滑剂的制备：

(1)极压抗磨剂的制备

该添加剂的合成采用外循环高压反应技术，以植物油提取物为主剂，以含硫、磷、氯的化合物为辅剂，在一定温度、压力和缩合剂的作用下缩合而成，所得产物为淡黄色液体。

(2)SDR的合成

自制极压抗磨剂含量和表面活性剂是影响润滑剂润滑性能的显著因素，因此确定润滑剂SDR的配方为：7号白油+15％自制极压抗磨剂+15％表面活性剂+2％稳定剂。

实施例2：

润滑性能评价：性能良好的润滑剂要求在显著提高润滑效果的同时不影响钻井液的综合性能。在6％预水化膨润土浆(1^#)和常用钻井液体系聚合物钻井液(2^#)、聚磺钻井液(3^#)、正电胶钻井液(4^#)、甲酸盐钻井液体系(5^#)中加入不同量SDR，测试各体系在150℃/16h老化后的润滑、流变性及滤失量性能。实验结果见表1。由表1和图1(见说明书附图)可知，随着SDR加量增加，钻井液极压润滑系数下降明显，加量为1.5％时，各钻井液润滑系数下降75％以上，加量为2％时，各钻井液润滑系数下降80％以上，表明SDR的加量在1.5％～2％时就能体现出较优的润滑性能；随着SDR加量增加，钻井液表观粘度、塑性粘度、动切力略有上升，滤失量略有下降，表明SDR与各种钻井液体系的配伍性良好；SDR加入各钻井液后，体系的密度基本不变，说明SDR不引起钻井液起泡。

表1SDR对钻井液流变性、滤失量、及润滑性的影响

实施例3：

(1)极压抗磨性能评价

极压膜强度测定在6％膨润土浆中加入不同量SDR，利用极压润滑仪对其润滑性、极压膜强度进行测定，结果见图2(说明书附图2)。

由图2可知，随着SDR加量增大，体系极压润滑系数显著降低，极压膜强度显著增大，加量为1％时即能大幅度的降低钻井液极压润滑系数，提高极压膜强度。

(2)四球机试验