[发明专利]一种钻井液用环保微乳润滑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钻井工业化工技术领域，尤其涉及一种钻井液用环保微乳润滑剂及其制备方法。

背景技术

水基钻井液是应用最广泛的钻井液类型，在实际的现场应用中一直占据着主导地位。但是在水平井和大斜度井的施工过程中，因井体摩阻系数难以控制，因此开发一种高效稳定的水基钻井液用润滑剂是十分必要的。

目前国内在提高钻井液润滑性方面做了大量的研究工作，但缺少针对具有能在大温度范围内广泛适用的热力学性能稳定的微乳润滑剂的研究。李德忠等在《LDZ~1水溶性微乳润滑剂的研究》中合成了一种应用于工业制造用的可代替油基润滑剂的微乳型润滑剂（见《润滑与密封》，2003，1），基本原料为基础油、水、表面活性剂、防锈剂、抗氧化剂和缓蚀剂等。张雄等在《具有高效清洗性能的微乳润滑剂MELT的研究》中提出了一种具有良好稳定性、高效清洗性能的水溶性微乳润滑剂（见《华东师范大学学报》，2002，4）。公开号CN1699500的专利公开了一种钻井液用颗粒稳定乳液体系，包括矿物油或固体石蜡、阴离子表面活性剂、活性纳米固体颗粒、水等。

但发明人在进一步研究过程中发现，现有技术依然存在着如下缺陷：①没有针对石油工业钻井液用的微乳润滑剂展开研究；②稳定乳液体系的润滑剂成本较高，与水基钻井液的配伍不好；③所有研究未涉及到环保性能评价。

发明内容

本发明提供了一种钻井液用环保微乳润滑剂及其制备方法，该微乳润滑剂能与水基钻井液进行配伍，并对钻井液流变性能影响较小，从而提高钻井液体系的润滑性能，有效的降低摩阻、粘附系数，提高钻速。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种钻井液用环保微乳润滑剂，所述微乳润滑剂由精炼地沟油、表面活性剂、无机盐、正丁醇和水组成，其中精炼地沟油的重量百分比为10%~30%、表面活性剂的重量百分比为10%~15%、正丁醇重量百分比为10%~20%、无机盐重量百分比为2%~4%、余量为水。

较为优选的，所述精炼地沟油的制备方法为：地沟油经过115℃~150℃加热过滤后加入重量百分比为15%的碳酸钙以及重量百分比为10%的氯化钠盐水，低速搅拌，放置3~8小时后加入活性白土脱色，然后取滤液制得精炼地沟油。

优选的，所述表面活性剂由烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠、烷基聚氧乙烯醚硫酸钠中的任意一种或几种与司盘80按重量比4~5：1~2配制而成。

优选的，所述无机盐为氯化钠、氯化钾、氯化铵中的任意一种。

另一方面，一种制备上述钻井液用环保微乳润滑剂的方法，包括如下步骤：

按权利要求1所述原料配比将水倒入反应釜中；按权利要求1所述原料配比在2000r/min~3000r/min的搅拌速度下将表面活性剂置于反应釜中；待混合均匀后，按权利要求1所述原料配比加入无机盐；按权利要求1所述原料配比加入正丁醇和精炼地沟油，静置5~10 小时，即得所述钻井液用环保微乳润滑剂。

与现有技术相比，本发明提供的钻井液用环保微乳润滑剂及其制备方法具有如下优点：① 本发明所述钻井液用环保微乳润滑剂油相成分中的精炼地沟油既可以满足工业生产的需要，又解决了地沟油带来的环保问题；②制备生成的润滑剂与水基钻井液具有良好的配伍性，对钻井液流变性能影响较小，又能有效降低摩阻系数和泥饼粘附系数；③利用微纳米激光粒度仪进行测定制备生成的微乳润滑剂，其D90值小于100nm，粘附系数最高降低率为52.3%。

具体实施方式

实施例一：

以如下重量百分比准备制备钻井液用环保微乳润滑剂所需原料，具体为：精炼地沟油的重量百分比为10%~30%、表面活性剂的重量百分比为10%~15%、正丁醇重量百分比为10%~20%、无机盐重量百分比为2%~4%、余量为水。

原料准备完成后按如下步骤制备微乳润滑剂：首先将水倒入反应釜中，然后在2000r/min-3000r/min的搅拌速度下缓慢将十二烷基苯磺酸钠与司盘80按比例5：2加入反应釜中，总量为10%，待混合均匀后，缓慢的加入2%的氯化钠，但完全溶解后，加入20%的正丁醇和30%的精炼地沟油，静置5-10 小时。

实施例二：

以如下重量百分比准备制备钻井液用环保微乳润滑剂所需原料，具体为：精炼地沟油的重量百分比为10%~30%、表面活性剂的重量百分比为10%~15%、正丁醇重量百分比为10%~20%、无机盐重量百分比为2%~4%、余量为水。