[发明专利]一种润滑剂及其在油气田钻井液中的应用

说明书

本发明公开了一种润滑剂及其在油气田钻井液中的应用，该润滑剂按重量份数计，原料包括：1,4‑丁二醇26～34份，乙二醇14～24份，丙三醇27～35份；制备方法如下：将原料混合均匀，加入催化剂，常压下加热至110～130℃，反应3～4小时，得到粘稠状液体，冷却，得到固体产品。该固体润滑剂无毒无害，环境友好，无荧光不影响地质录井，较于钻井液用液体类润滑剂更加便于运输存储，安全性能好，并且抗高温，合成方法简单，润滑性能优良，作为钻井液用润滑剂润滑系数降低率可达50％以上。

技术领域

本发明涉及油田钻井液用材料技术领域，具体涉及一种改性聚醚LUBS50润滑剂以及改性聚醚在油气田钻井液中的应用。

背景技术

随着石油天然气勘探开发的发展，钻井过程中地质条件变得更加复杂，开发难度加大，需要采取新的钻井工艺(如深井、超深井、大位移井、定向井、多分支井、水平井等)，这些新工艺对于钻井液性能要求更高，尤其表现在钻井过程中润滑防卡的方面。钻井过程中，钻具与钻具、管材之间，钻具与地层岩石、井壁泥饼之间的摩擦阻力，使金属钻具的旋转与上下活动更加困难，严重的甚至造成卡钻事故，使钻井作业停止。为了降低这种摩擦阻力，在钻井液中需要加入有效的润滑剂，以减少能耗，防止卡钻，提高钻井效率。

目前常用的钻井液润滑剂多为液体润滑剂，液体润滑剂分为矿物油润滑剂与生物油润滑剂。矿物油润滑剂主要组分为柴油、石蜡油、基础润滑油等，这类润滑剂虽然能在一定程度上降低摩擦阻力，但会带来严重的环境污染，同时影响了地质录井；生物油润滑剂包括动植物油类，同样会影响地质录井，为勘探井的找油找气带来不利影响。除上述问题外，液体润滑剂抗温性能也不好，遇高温时容易失效，并且液体润滑剂还存在运输不便、易燃等安全问题。另一类常用的润滑材料多为塑料小球、玻璃小球、石墨等惰性固体颗粒。塑料小球、玻璃小球能使钻具与井壁间的摩擦方式由滑动摩擦改变为滚动摩擦以降低摩擦阻力，但这类润滑材料同样存在明显缺点：惰性固体颗粒在循环至地面时容易被钻井液振动筛筛除，不能继续发挥作用，造成浪费；钻进过程中，小球颗粒容易被挤压变形，甚至破碎失去润滑性能；塑料小球与玻璃小球进入环境中长期不能降解，对环境造成长久污染、石墨粉在使用过程中还可能带来粉尘污染等。

因此，开发一种能牢固吸附于粘土与金属表面，并在摩擦表面形成润滑膜以有效降低摩擦阻力、抗温性能好、对环境无污染，不影响地质录井与找油找气的固体润滑剂有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种润滑性能更好的改性聚醚类润滑剂，可有效降低摩擦阻力。

本发明提供的润滑剂，按重量份数计，原料包括：

1,4-丁二醇 26～34份，

乙二醇 14～24份，

丙三醇 27～35份；

制备方法如下：

将原料混合均匀，加入催化剂，常压下加热至110～130℃，反应3～4小时，得到粘稠状液体，冷却，得到固体产品。反应过程中，原料中的醇羟基在催化剂作用下，发生聚合反应，形成各种不同长链、长支链、网状空间结构的聚醚类混合物，这类化合物同时拥有大量强的醇羟基吸附基团，可以有效的在粘土和金属表面形成吸附润滑膜，显著降低了摩擦阻力。固体形态相对于液体更方便运输储存，安全性能好，而且抗高温，稳定性强。

可选或优选的，上述润滑剂中，所述制备方法还包括固体产品粉碎的步骤。粉碎后更容易包装、运输和使用。

可选或优选的，上述润滑剂中，所述催化剂为氢氧化钾水溶液，其中氢氧化钾的质量百分含量为50％。氢氧化钾水溶液作为催化剂，反应条件更加温和，接触更加均匀，催化活性高。

可选或优选的，上述润滑剂中，其特征在于，所述催化剂的用量为总反应体系重量的10～20％。