一種鉆井液用有機(jī)減磨劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油氣井開采領(lǐng)域，尤其與一種鉆井液用有機(jī)減磨劑及其制備方法有 關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002] 大位移井、大斜度井、水平井以及曲率變化大的深井鉆井過程中，常常出現(xiàn)套管嚴(yán) 重磨損、早期損壞的問題，給正常鉆井完井作業(yè)帶來極大困難，同時影響井眼完整性，降低 油氣井壽命，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致油氣井部分井段或整口井報(bào)廢。鉆井期間套管減磨，通常采用 鉆桿接頭耐磨帶、整體式保護(hù)接頭和分體式旋轉(zhuǎn)保護(hù)接頭等，緩解套管磨損，但這些防護(hù)措 施成本高，操作復(fù)雜，且不能完全避免套管磨損，若使用不當(dāng)，甚至加劇套管磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明提供一種鉆井液用有機(jī)減磨劑及其制備方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不 足，通過有機(jī)負(fù)離子吸附在套管及鉆桿表面，形成一層高強(qiáng)度極壓潤滑膜起到抗磨作用，可 替代或部分替代潤滑劑，減少潤滑劑使用成本，適用于大斜度井、水平井、高密度鉆井液以 及長周期探井中。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，擬采用以下技術(shù)： 一種鉆井液用有機(jī)減磨劑，其特征在于，由以下組分構(gòu)成，各組分按照質(zhì)量總和100%配 比:有機(jī)酸金屬鹽45-65份、礦物油15-35份、乳化劑5-10份、極壓劑8-15份。
[0005] 所述的有機(jī)酸金屬鹽為烷基水楊酸鉬、二烷基二硫代磷酸氧鉬、環(huán)烷酸鉬、二烷基 二硫代氨基甲酸鉬中的一種或多種。
[0006] 所述的礦物油為煤油、柴油、白油、原油中的一種或多種。 所述的乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈣、硫酸化蓖麻油、失水山梨醇單 油酸酯、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨 醇單棕櫚酸酯、失水山梨醇單月桂酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單油酸酯、失水山梨醇聚氧 乙烯醚三油酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單硬脂酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚三硬脂酸酯、 失水山梨醇聚氧乙烯醚單棕櫚酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單月桂酸酯中的一種或多種。
[0007] 所述的極壓劑為硫化異丁烯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、亞磷酸二正丁酯、二烷基 二硫代磷酸鋅、油酸二乙醇胺硼酸脂、三乙醇胺硼酸酯中的一種或多種。
[0008] 進(jìn)一步，各組分按照質(zhì)量總和100%優(yōu)選配比為:有機(jī)酸金屬鹽55份、礦物油25份、 乳化劑8份、極壓劑12份。
[0009] 進(jìn)一步，各組分按照質(zhì)量總和100%優(yōu)選配比為:有機(jī)酸金屬鹽62份、礦物油23份、 乳化劑5份、極壓劑10份。
[0010] -種鉆井液用有機(jī)減磨劑的制備方法，其特征在于，按照配比取量，依次將取量后 的各組分原料置入反應(yīng)釜中，在50-90°C的溫度條件下進(jìn)行反應(yīng)4-6h，獲得黃色或褐色液體 即為減磨劑。具體的，所述溫度條件為60~90°C，反應(yīng)時間為5h。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:鉆井液用有機(jī)減磨劑通過有機(jī)負(fù)離子吸附在套管及鉆桿表 面，形成一層高強(qiáng)度極壓潤滑膜起到抗磨作用。具有抗220Γ以上高溫、配伍性好、無明顯粘 度效應(yīng)、現(xiàn)場使用方便、維護(hù)簡單等特點(diǎn)，應(yīng)用時，推薦加量〇.5%_1%，適用于大斜度井、水平 井、高密度鉆井液以及長周期探井中，同時可替代或部分替代潤滑劑，減少潤滑劑使用成 本，其潤滑減阻效果更佳。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例一:將按照各組分質(zhì)量總和100%取量:烷基水楊酸鉬55份、煤油25份、十二 烷基苯磺酸鈉8份，硫化異丁烯12份;依次加入反應(yīng)釜中，在60°C下進(jìn)行反應(yīng)4h，獲得黃色液 體。
[0013]實(shí)施例二:將按照各組分質(zhì)量總和100%取量:二烷基二硫代磷酸氧鉬45份、柴油35 份、十二烷基苯磺酸鈣5份，磷酸三乙酯15份;依次加入反應(yīng)釜中，在50°C下進(jìn)行反應(yīng)4h，獲 得褐色液體。
[0014] 實(shí)施例三:將按照各組分質(zhì)量總和100%取量:環(huán)烷酸鉬62份、白油23份、硫酸化蓖 麻油5份，磷酸三丁酯10份;依次加入反應(yīng)釜中，在60°C下進(jìn)行反應(yīng)5h，獲得黃色液體。
[0015] 實(shí)施例四：將按照各組分質(zhì)量總和100%取量:二烷基二硫代氨基甲酸鉬65份、原油 15份、失水山梨醇單油酸酯10份，亞磷酸二正丁酯10份;依次加入反應(yīng)釜中，在70°C下進(jìn)行 反應(yīng)6h，獲得黃色液體。
[0016] 實(shí)施例五:將按照各組分質(zhì)量總和100%取量:環(huán)烷酸鉬60份、煤油24份、失水山梨 醇三硬脂酸酯6份，二烷基二硫代磷酸鋅10份;依次加入反應(yīng)釜中，在80°C下進(jìn)行反應(yīng)5h，獲 得褐色液體。
[0017]實(shí)施例六:將按照各組分質(zhì)量總和100%取量:烷基水楊酸鉬50份、原油30份、失水 山梨醇聚氧乙烯醚單油酸酯10份，油酸二乙醇胺硼酸脂10份;依次加入反應(yīng)釜中，在90°C下 進(jìn)行反應(yīng)4h，獲得褐色液體。
[0018]實(shí)施例七:將按照各組分質(zhì)量總和100%取量:二烷基二硫代氨基甲酸鉬55份、白油 28份、失水山梨醇聚氧乙烯醚單棕櫚酸酯8份，三乙醇胺硼酸酯9份;依次加入反應(yīng)釜中，在 70 °C下進(jìn)行反應(yīng)5h，獲得黃色液體。
[0019]實(shí)施例八:將按照各組分質(zhì)量總和1〇〇%取量:環(huán)烷酸鉬65份、柴油20份、失水山梨 醇聚氧乙烯醚單月桂酸酯7份，亞磷酸二正丁酯8份;依次加入反應(yīng)釜中，在60°C下進(jìn)行反應(yīng) 5h，獲得黃色液體。
[0020]測試實(shí)施例一~例八獲得的黃色或褐色液體在水基泥漿的中耐高溫性能，結(jié)果如 下表所示(列例一~例四的結(jié)果以作說明）：
具體的，水基泥漿的各組分按照質(zhì)量和100%配制：3.0%膨潤土漿、Ο . 2%Na2⑶3、0.2% NaOH、0.5%抑制劑、0.20%黃原膠、0.7%降濾失劑、0.5%增粘劑、3.0%潤滑劑、3.0%防塌劑、 2.0%成膜劑。
[0021] 通過實(shí)施例獲得的黃色或褐色液體在80°(：、160°(：、220°(：溫度條件下老化1611，密 度無明顯變化，粘度較常溫?zé)o明顯增長，其粘度隨溫度升高而增大的趨勢小，抗溫穩(wěn)定性 好，抗溫達(dá)220 °C。
[0022] 測試實(shí)施例一~例八獲得的黃色或褐色液體的對磨失量的影響，獲得磨失量降低 率%結(jié)果如下表所示(列出例一、例三、例五、例七的結(jié)果以作說明）：
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，加入0.4%~1%的實(shí)施例液體，可以有效降低金屬磨失量65%以上， 對金屬間的摩擦磨損有保護(hù)作用。
[0023]測試實(shí)施例一~例八獲得的黃色或褐色液體的潤滑性能，獲得潤滑系數(shù)降低率%結(jié) 果如下表所示(列出例一、例三、例五、例七的結(jié)果以作說明）：
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，加入ο. 5%~1%的實(shí)施例液體在基漿和加重漿中的潤滑效果明顯， 可替代或部分替代潤滑劑，減少潤滑劑使用成本;且其潤滑系數(shù)降低率均大于80%，潤滑減 阻效果更佳。
[0024]測試實(shí)施例一~例八獲得的黃色或褐色液體的極限抗磨壓力，加樣前后極限抗磨 壓力增加值kg結(jié)果如下表所示(列出例二、例四、例六、例八的結(jié)果以作說明）：
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，加入0.5%~1%的實(shí)施例液體在蒸餾水、基漿和加重漿中，加樣前 后極限抗磨壓力提高幅度較大。
[0025] 還對實(shí)施例一~例八獲得的黃色或褐色液體的配伍性能進(jìn)行了測試，結(jié)果表明，除 了可以提高現(xiàn)場井漿的潤滑性能外，對井漿其他性能幾乎無影響，配伍性能好。
[0026] 本發(fā)明制備的鉆井液用有機(jī)減磨劑通過有機(jī)負(fù)離子吸附在套管及鉆桿表面，形成 一層高強(qiáng)度極壓潤滑膜起到抗磨作用。具有抗220Γ以上高溫、配伍性好、無明顯粘度效應(yīng)、 現(xiàn)場使用方便、維護(hù)簡單等特點(diǎn)，應(yīng)用時，推薦加量〇.5%_1%，適用于大斜度井、水平井、高密 度鉆井液以及長周期探井中，同時可替代或部分替代潤滑劑，減少潤滑劑使用成本，其潤滑 減阻效果更佳。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鉆井液用有機(jī)減磨劑，其特征在于，由以下組分構(gòu)成，各組分按照質(zhì)量總和100% 配比： 有機(jī)酸金屬鹽45-65份； 礦物油15-35份； 乳化劑5-10份； 極壓劑8-15份； 所述的有機(jī)酸金屬鹽為烷基水楊酸鉬、二烷基二硫代磷酸氧鉬、環(huán)烷酸鉬、二烷基二硫 代氨基甲酸鉬中的一種或多種； 所述的礦物油為煤油、柴油、白油、原油中的一種或多種； 所述的乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈣、硫酸化蓖麻油、失水山梨醇單 油酸酯、失水山梨醇三油酸酯、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇三硬脂酸酯、失水山梨 醇單棕櫚酸酯、失水山梨醇單月桂酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單油酸酯、失水山梨醇聚氧 乙烯醚三油酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單硬脂酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚三硬脂酸酯、 失水山梨醇聚氧乙烯醚單棕櫚酸酯、失水山梨醇聚氧乙烯醚單月桂酸酯中的一種或多種； 所述的極壓劑為硫化異丁烯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、亞磷酸二正丁酯、二烷基二硫 代磷酸鋅、油酸二乙醇胺硼酸脂、三乙醇胺硼酸酯中的一種或多種。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用有機(jī)減磨劑，其特征在于，由以下組分構(gòu)成，各組分 按照質(zhì)量總和100%配比： 有機(jī)酸金屬鹽55份； 礦物油25份； 乳化劑8份； 極壓劑12份。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用有機(jī)減磨劑，其特征在于，由以下組分構(gòu)成，各組分 按照質(zhì)量總和100%配比： 有機(jī)酸金屬鹽62份； 礦物油23份； 乳化劑5份； 極壓劑10份。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用有機(jī)減磨劑的制備方法，其特征在于，按照配比取 量，依次將取量后的各組分原料置入反應(yīng)釜中，在50-90°C的溫度條件下進(jìn)行反應(yīng)4-6h，獲 得黃色或褐色液體即為減磨劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆井液用有機(jī)減磨劑的制備方法，其特征在于，所述溫度條件 為60~90。。。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆井液用有機(jī)減磨劑的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)時間 為5h。
【專利摘要】一種鉆井液用有機(jī)減磨劑，由以下組分構(gòu)成，各組分按照質(zhì)量總和100%配比：有機(jī)酸金屬鹽45-65份、礦物油15-35份、乳化劑5-10份、極壓劑8-15份。制備時，按照配比取量，依次將取量后的各組分原料置入反應(yīng)釜中，在50-90℃的溫度條件下進(jìn)行反應(yīng)4-6h，獲得黃色或褐色液體即為減磨劑。通過有機(jī)負(fù)離子吸附在套管及鉆桿表面，形成一層高強(qiáng)度極壓潤滑膜起到抗磨作用，可替代或部分替代潤滑劑，減少潤滑劑使用成本，適用于大斜度井、水平井、高密度鉆井液以及長周期探井中。
【IPC分類】C09K8/24, C09K8/22, C09K8/035
【公開號】CN105647490
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】宋芳
【申請人】成都西油華巍科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月31日