[发明专利]钻井液用润滑剂组合物及其制备方法和水基钻井液及其应用

说明书

本发明属于石油和天然气行业中钻井液技术领域，涉及一种钻井液用润滑剂组合物及其制备方法和水基钻井液及其应用。该润滑剂组合物含有改性植物油、生物柴油、囊粒、第一分散剂、极压抗磨剂和消泡剂；其中，囊粒包括囊内材料和包覆于所述囊内材料外的囊壳材料，所述囊壳材料为酚醛树脂，所述囊内材料含有磺化聚酰亚胺、水和第二分散剂。本发明提供的钻井液用润滑剂组合物，引入了囊粒，使其在钻井液中不受高温影响，易降解，浊点稳定性好，对钻进液的流变性能影响小，能更好地适应钻井液润滑性能需求。

技术领域

本发明属于石油和天然气行业中钻井液技术领域，涉及一种钻井液用润滑剂组合物及其制备方法和水基钻井液及其应用。

背景技术

众所周知，在油田开发产业中，钻井液的润滑性能对钻井工作影响很大，因此用于钻井液中的润滑剂，要求可使钻井液能够减小钻具的扭矩、磨损和疲劳，延长钻头轴承的使用寿命，同时防止粘附卡钻，减少泥包钻头等。对于钻井液润滑剂可以分为很多类，有矿物油类，也有动植物油类。其中矿物油类润滑剂由于对环境污染比较大，而且荧光级别高，对地质数据的分析和影响较大，逐渐丧失了竞争优势。而动植物油类具有较低的荧光级别，良好的润滑性能，可生物降解，因此开发植物油作为润滑剂基础油是绿色环保润滑剂研究的主要趋势。

然而，目前大多数动植物油类的润滑剂不具有耐高温的特性，一旦遇到高温高压的情况就会发生降解，使得润滑性能降低，导致钻井液的润滑性能不足以达到上述要求。同时，有些钻井液用植物油润滑剂尽管具有耐高温的特性，但是又不具有很好的抗磨、减摩性能。

针对上述问题，有待开发一种具有良好润滑性能的同时，还具有耐高温、抗磨、易降解、浊点稳定性好的环保型钻井液润滑剂。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的动植物油类的润滑剂不具有耐高温的缺陷，或者动植物油类的润滑剂虽具有耐高温的特性，但又不具有很好的抗磨、减摩性能的缺陷，而提供一种钻井液用润滑剂组合物及其制备方法和水基钻井液及其应用。本发明提供的钻井液用润滑剂组合物，引入了囊粒，使其在钻井液中不受高温影响，易降解，浊点稳定性好，对钻进液的流变性能影响小，能更好地适应钻井液润滑性能需求。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种钻井液用润滑剂组合物，其中，该润滑剂组合物含有改性植物油、生物柴油、囊粒、第一分散剂、极压抗磨剂和消泡剂；其中，所述囊粒包括囊内材料和包覆于所述囊内材料外的囊壳材料，所述囊壳材料为酚醛树脂，所述囊内材料含有磺化聚酰亚胺、水和第二分散剂。

本发明第二方面提供了一种前述所述的钻井液用润滑剂组合物的制备方法，其中，该方法包括：在搅拌条件下，将改性植物油和生物柴油进行第一混合搅拌，再依次与囊粒、第一分散剂和极压抗磨剂进行第二混合搅拌，再与消泡剂进行第三混合搅拌。

本发明第三方面提供了一种水基钻井液，其中，该水基钻井液含有前述所述的润滑剂组合物或者前述所述的制备方法制备得到的润滑剂组合物。

本发明第四方面提供了一种前述所述的水基钻井液在石油天然气钻井施工中的应用。

通过上述技术方案，采用本发明的技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下特点：

(1)本发明的钻井液润滑剂是以生物柴油、改性植物油等生物降解性好的化合物为基础油，加入囊粒、极压抗磨剂、第一分散剂以及消泡剂调和而成，具有优异的抗磨性能和生物降解性，对钻井液的其它性能，如粘度、失水量等没有明显影响，是一类环境友好型钻井液润滑剂。

(2)本发明通过对植物油进行化学改性明显改善了其氧化稳定性和润滑性能，原料来源丰富，对环境完全没有污染，对人体无伤害，润滑性能优异。