一種水基鉆井液潤滑劑制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水基鉆井液潤滑劑制備方法，該潤滑劑是由8碳原子以上的脂肪酸和有機(jī)胺在一定條件下反應(yīng)制得。原料脂肪酸和有機(jī)胺的物質(zhì)量比例為1～4：1，反應(yīng)溫度為100℃～240℃，反應(yīng)時(shí)間1h～15h，催化劑加入量0.05%～5%。本發(fā)明制備的潤滑劑在具有泥漿中分散性好、抗高溫、潤滑性好的特點(diǎn)。本發(fā)明工藝操作簡(jiǎn)單，設(shè)備要求低，對(duì)環(huán)境無污染，容易大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說明】一種水基鉆井液潤滑劑制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鉆井用化學(xué)品【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種水基鉆井液潤滑劑制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著水平井、定向井和大斜度井的不斷增多，在石油鉆井過程中，經(jīng)常需要使用大量的鉆井液潤滑劑，以降低井壁與鉆具、鉆具與套管之間的摩阻，減少井下復(fù)雜情況，提高鉆井速度。在石油鉆井中常用的潤滑劑有礦物油類、改性植物油類、乳化石蠟、表面活性劑類及多元醇和聚合醇類，除此還有塑料小球、玻璃微珠等固體潤滑劑。盡管近年來，鉆井液潤滑劑研究取得很大進(jìn)展，但仍存在以下問題:容易對(duì)鉆井液性能產(chǎn)生不利影響，如引起鉆井液發(fā)泡，使鉆井液粘度、切力增大，不利于現(xiàn)場(chǎng)鉆井液維護(hù)處理；潤滑性能不理想，極壓膜強(qiáng)度低，難以滿足定向井高側(cè)壓力條件下的要求；熒光級(jí)別高，干擾地質(zhì)錄井；水溶性不好，鉆井中容易析出油相，含油鉆屑和廢棄鉆井液可對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種水基鉆井液潤滑劑制備方法。
[0004]本發(fā)明所述的水基鉆井液潤滑劑制備方法，其特征在于:所述潤滑劑是由8個(gè)碳原子以上的脂肪酸和有機(jī)胺在一定條件下反應(yīng)制得。原料脂肪酸和有機(jī)胺的物質(zhì)的量比例為I~4:1，優(yōu)選I~3:1 ;反應(yīng)溫度為100°C~240°C，優(yōu)選100°C~220°C;反應(yīng)時(shí)間Ih~15h，優(yōu)選Ih~12h ;催化劑加入量0.05%~5%。
[0005]上述潤滑劑及其制備工藝中: 所述脂肪酸為辛酸、油酸、硬脂酸、癸酸、癸二酸、己二酸、蓖麻油酸其中的一種或者幾種的混合物。
[0006]所述有機(jī)胺為甲胺、二甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、DMF、二甘醇胺、二異丙醇胺、三乙胺、氨氣其中的一種或者幾種的混合物。
[0007]所述反應(yīng)催化劑為對(duì)甲基苯磺酸、亞磷酸、次亞磷酸、硫酸，加量為反應(yīng)原料脂肪酸和有機(jī)胺總質(zhì)量的0.05%~5%。
[0008]本發(fā)明的有效益果和特點(diǎn):
(I)本發(fā)明制備的潤滑劑在具有泥漿中分散性好、抗高溫、潤滑性好的特點(diǎn)。
[0009](2)本發(fā)明的鉆井液用潤滑劑可以與水混合，pH為7-10。
[0010](3)本發(fā)明工藝操作簡(jiǎn)單，設(shè)備要求低，對(duì)環(huán)境無污染，容易大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅限于下面的實(shí)施例。
[0012]實(shí)施例1鉆井液用潤滑劑及其制備工藝
在反應(yīng)器中加入288g辛酸和105g 二乙醇胺，0.4g對(duì)甲基苯磺酸，加熱攪拌，逐步升溫至170°C，反應(yīng)8h，降溫冷卻，產(chǎn)物即為潤滑劑1#。
[0013]實(shí)施例2鉆井液用潤滑劑及其制備工藝
在反應(yīng)器中加入146g己二酸和133g 二異丙醇胺,0.5g對(duì)甲基苯磺酸,加熱攪拌,逐步升溫至160°C，反應(yīng)6h，降溫冷卻，產(chǎn)物即為潤滑劑2#。
[0014]實(shí)施例3鉆井液用潤滑劑及其制備工藝
在反應(yīng)器中加入202g癸酸和68g甲胺，0.5g亞磷酸，加熱攪拌，逐步升溫至200°C，反應(yīng)8h，降溫冷卻，產(chǎn)物即為潤滑劑3#。
[0015]實(shí)施例4鉆井液用潤滑劑及其制備工藝
在反應(yīng)器中加入404g癸酸和IOlg三乙胺，1.5g次亞磷酸、加熱攪拌，逐步升溫至100°C，反應(yīng)12h，降溫冷卻，產(chǎn)物即為潤滑劑4#。
[0016]實(shí)施例5鉆井液用潤滑劑及其制備工藝
在反應(yīng)器中加入284g硬脂酸和二乙醇胺105g，4g亞磷酸，加熱攪拌，逐步升溫至2400C，反應(yīng)4h，降溫冷卻，產(chǎn)物即為潤滑劑5#。
[0017]實(shí)施例6鉆井液用潤滑劑及其制備工藝
在反應(yīng)器中加入282g油酸和10.3g甲胺，0.6g對(duì)甲基苯磺酸，加熱攪拌，逐步升溫至2200C，反應(yīng)8h，降溫冷卻，產(chǎn)物即為潤滑劑6#。
[0018]實(shí)施例7鉆井液用潤滑劑及其制備工藝` 在反應(yīng)器中加入202癸二酸和149g三乙醇胺，Ig次亞磷酸，加熱攪拌，逐步升溫至1400C，反應(yīng)8h，降溫冷卻，產(chǎn)物即為潤滑劑7#。
[0019]實(shí)施例8鉆井液用潤滑劑的性能測(cè)試 本發(fā)明涉及的潤滑劑的摩阻系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)如下:
試樣配置:在400mL去離子水中加入16g實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)用鈉土，在高速攪拌器上以11000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速高速攪拌20min，其間至少停兩次，以刮下粘附在容器壁上的黏土，在密閉容器中養(yǎng)護(hù)24h，即得含土量為4%的基漿。在4%基漿中加入0.2%-3%的潤滑劑，高速攪拌混合均勻，然后在在密閉容器中養(yǎng)護(hù)24h，即得測(cè)試樣品；
潤滑系數(shù)測(cè)定:將基漿和加入潤滑劑的基漿高速攪拌5min，在E-P極壓潤滑聯(lián)用儀上測(cè)定基漿及加入潤滑劑后的潤滑系數(shù)，測(cè)定方法依據(jù)SY/T 6094-94鉆井液用潤滑劑評(píng)價(jià)程序，并用式(I)計(jì)算潤滑系數(shù)降低率。
[0020]
K1-^
1?: =--(I)
K1
式中:
Rk為潤滑系數(shù)降低率 K1為基漿的潤滑系數(shù)，
K2為加入潤滑劑后的潤滑系數(shù)。
[0021]按上述方法測(cè)定潤滑劑1#、潤滑劑2#、潤滑劑3#、潤滑劑4#、潤滑劑5#、潤滑劑6#、潤滑劑7#的潤滑系數(shù)降低率，其結(jié)果見表1。
[0022]表1潤滑劑的潤滑系數(shù)降低率
【權(quán)利要求】
1.一種水基鉆井液潤滑劑制備方法，其特征在于該潤滑劑是由8個(gè)碳原子以上的脂肪酸和有機(jī)胺在催化劑的作用下反應(yīng)制得，反應(yīng)溫度為100°c~240°C，反應(yīng)時(shí)間Ih~15h，催化劑加入量0.05%~5%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水基鉆井液潤滑劑制備方法，其特征在于所述脂肪酸為辛酸、油酸、硬脂酸、癸酸、癸二酸、己二酸、蓖麻油酸其中的一種或者幾種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用潤滑劑制備方法，其特征在于所述有機(jī)胺為甲胺、二甲胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、DMF、二甘醇胺、二異丙醇胺、三乙胺、氨氣其中的一種或者幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的水基鉆井液用潤滑劑制備方法，其特征在于所述脂肪酸和有機(jī)胺的物質(zhì)的量比例為I~4:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水基鉆井液潤滑劑制備方法，其特征在于:所述反應(yīng)催化劑為對(duì)甲基苯磺酸、亞磷酸、次亞磷酸、硫酸，加量為反應(yīng)原料脂肪酸和有機(jī)胺總質(zhì)量的0.05% ~5%ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水基鉆井液潤滑劑制備方法，其特征在于:反應(yīng)溫度為100。。~220。。。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水基鉆井液潤滑劑制備方法，其特征在于:反應(yīng)時(shí)間為Ih~12h。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水基鉆井液潤滑劑制備方法，其特征在于:原料脂肪酸和有機(jī)胺的物質(zhì)的量比例為I~·3:1。
【文檔編號(hào)】C09K8/035GK103849360SQ201210493701
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月28日
【發(fā)明者】逯貴廣, 徐冬梅, 袁俊秀, 封心頌, 王康 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 南化集團(tuán)研究院