[发明专利]一种环保型钻井液高性能润滑剂

说明书

本发明公开了一种环保型钻井液高性能润滑剂，由以下重量百分比的原材料在300～600rpm条件下搅拌1～2h制备而成：高碳二元酸二异辛酯：70～90％；极压抗磨添加剂：0.5～15％；其余是水。本发明组份简单、生物毒性低、对环境无污染，可以在环境敏感地区，如海上及海水养殖地附近钻井；可以通过调节极压抗磨添加剂中R基团来实现油溶性及水溶性两种性能；可以调节极压抗磨添加剂中R基团来消除润滑剂起泡问题；该润滑剂由于加入极压抗磨剂具备较好的抗压减磨性及抗氧化性；该润滑剂抗温性能达到130～150℃，EC50值达到80000～130000mg/L。

技术领域

本发明涉及钻井液高性能润滑剂技术领域，尤其是一种环保型钻井液高性能润滑剂。

背景技术

石油钻井过程中经常发生压差卡钻事故，防止压差卡钻的最有效的、常用的工艺措施是在钻井液中添加性能优良的润滑剂，改善钻井液和泥饼表面的润滑性，从而达到防止卡钻的目的。最早使用的润滑剂是原油及其制品，其特点是使用方便，在一定程度上能满足润滑防卡的要求，但其存在着一些缺点：一是与水基钻井液的互溶性差，需要加入一定量的乳化剂；二是没有吸附基团，不能吸附在粘土表面形成油膜；三是加入量大。常用的人工配制的润滑剂有两类，一类是在原油、采出油中加入表面活性剂得到水溶性润滑剂；另一类是在水中加入高分子材料和表面活性剂得到水溶性的润滑剂。这两类润滑剂虽然解决了钻井液的互溶性、吸附剂、成膜等问题，在防卡润滑效果上也有显著提高，但由于加入了一些表面活性剂，钻井液会起泡，需加消泡剂消除泡沫。另外在环境敏感地区，如海上及海水养殖地附近钻井，需要加入到钻井液中的处理剂生物毒性低，达到环境排放要求；钻探井要求润滑剂在极压条件下成膜性好等，这些对润滑剂性能提出了更高的要求。

为了满足上述钻井要求，本发明旨在提供一种生物毒性低、对环境无污染、抗磨性好、抗氧化等优良性能的环保型润滑剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型钻井液高性能润滑剂，以解决上述背景技术所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种环保型钻井液高性能润滑剂，其特征在于：由以下重量百分比的原材料在300～600rpm条件下搅拌1～2h制备而成：

高碳二元酸二异辛酯：70～90％；

极压抗磨添加剂：0.5～15％；

其余是水。

所述高碳二元酸二异辛酯为癸二酸二异辛酯、十一烷二酸二异辛酯、十二烷二酸二异辛酯、十三烷二酸二异辛酯中的一种或组合。

所述极压抗磨添加剂为聚醚型二硫代氨基甲酸钼，分子结构通式如下：

其中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆是可独立选择的包含支链或者直链脂肪族C₁～C₄基团；m、n、d、f的取值范围为0～6。

所述聚醚型二硫代氨基甲酸钼的分子量大小介于200～5000之间。

所述极压抗磨添加剂的制备步骤如下：

步骤一：首先按照一定的比例向三口烧瓶中加入仲氨基聚醚和氢氧化钠，通过冰水浴将反应温度降至0～20℃，接着通过恒压滴液漏斗以5～15滴/min滴加速度缓慢滴加一定比例的二硫化碳，滴加完毕后缓慢升至25～60℃，反应3～8h，反应结束后，减压蒸馏得中间产物1；

步骤二：取一定比例的中间产物1与硫酸钼混合置于带回流冷凝管、温度计、搅拌器的四口烧瓶中，将水浴温度升至55～90℃，反应3～9h，接着通过冷却、过滤、醇洗、干燥得极压抗磨添加剂。