鉆井液用多功能低聚型潤滑劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鉆井液用潤滑劑及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】；該鉆井液用多功能低聚型潤滑劑，原料按重量份數(shù)組成為30份至45份單體A、15份至20份單體B、45份至70份溶劑、0.05份至0.2份引發(fā)劑。本發(fā)明通過對(duì)相應(yīng)的不飽和脂肪酸進(jìn)行針對(duì)性的嵌段共聚得到鉆井液用多功能低聚型潤滑劑，具有潤滑性能好、降濾失效果、降粘效果和消泡效果好的特點(diǎn)，本發(fā)明鉆井液用多功能低聚型潤滑劑可在鉆井液形成的泥餅表面構(gòu)成一層親油憎水膜，對(duì)保護(hù)油氣層有良好效果，從而達(dá)到了一劑多效的目的；同時(shí)本發(fā)明鉆井液用多功能低聚型潤滑劑加入到鉆井液中，其它助劑就會(huì)少加甚至不加，從而降低了鉆井成本，減少了資源流失，也有利于環(huán)境保護(hù)。
【專利說明】鉆井液用多功能低聚型潤滑劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鉆井液用潤滑劑及其制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種鉆井液用多功能低聚型潤滑劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以前在各大油田所用潤滑劑所用材料基本采用較單一的潤滑脂類材料與各類油品復(fù)配的產(chǎn)品，由于結(jié)構(gòu)單一，耐低溫能力較弱，在北方晝夜溫差較大時(shí)，會(huì)出現(xiàn)凝析、分層甚至凍結(jié)的現(xiàn)象，此時(shí)該類產(chǎn)品很難發(fā)揮其應(yīng)有的效果。目前的鉆井液用潤滑劑體系基本為復(fù)配體系，僅靠潤滑脂親油鏈的現(xiàn)有長度及提高相應(yīng)的加量來維持其潤滑效果，不利于操作和環(huán)保。該類潤滑劑作用較單一，降濾失、降粘、消泡效果不明顯。需要對(duì)鉆井液添加多種助劑方可實(shí)現(xiàn)此效果，導(dǎo)致資源流失，不利于環(huán)境保護(hù)。近年來，各大油田廣泛采用多功能鉆井助劑，以達(dá)到節(jié)能增效的目的。但目前基本采用復(fù)配的模式，未能達(dá)到一劑多效的效果。而一旦采取結(jié)構(gòu)改性的產(chǎn)品存在著成本高，應(yīng)用范圍受限制的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種鉆井液用多功能低聚型潤滑劑及其制備方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有鉆井液用潤滑劑需加入多功能鉆井助劑而存在成本高和應(yīng)用受限而導(dǎo)致資源流失和不利于環(huán)境保護(hù)的問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的:一種鉆井液用多功能低聚型潤滑劑，原料按重量份數(shù)組成為30份至45份單體A、15份至20份單體B、45份至70份溶劑、
0.05份至0.2份引發(fā)劑。
[0005]下面是對(duì)上述發(fā)明技術(shù) 方案之一的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
上述鉆井液用多功能低聚型潤滑劑按下述方法得到:將所需量的單體A、單體B和溶劑加入反應(yīng)釜中并攪拌均勻，加熱反應(yīng)釜使反應(yīng)釜中物料溫度升高至55°C至80°C，把所需量的引發(fā)劑分兩次加入反應(yīng)釜中，每次引發(fā)劑的加入量為所需量引發(fā)劑的一半，加入的間隔時(shí)間為I分鐘至10分鐘，然后對(duì)反應(yīng)釜抽真空處理，待反應(yīng)釜內(nèi)有白色絮狀物出現(xiàn)時(shí)靜置2小時(shí)至3小時(shí)后得到鉆井液用多功能低聚型潤滑劑。
[0006]上述攪拌速率為40轉(zhuǎn)/分鐘至90轉(zhuǎn)/分鐘；或/和，反應(yīng)釜內(nèi)的真空度為-0.05MPa 至-0.08MPa。
[0007]上述單體A為十六烷基不飽和脂肪酸、十八烷基不飽和脂肪酸和棉籽油脂中的一種以上；或/和，單體B為丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨和甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨中的一種以上；或/和，溶劑為-35#柴油機(jī)清潔燃料、液體石蠟和白油中的一種以上。
[0008]上述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；或者引發(fā)劑為過氧化苯甲酰；或者引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉按摩爾比為0.8:1至1.2:1配成的混合物。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案之二是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的:一種鉆井液用多功能低聚型潤滑劑的制備方法按下述進(jìn)行，將所需量的單體A、單體B和溶劑加入反應(yīng)釜中并攪拌均勻，加熱反應(yīng)釜使反應(yīng)釜中物料溫度升高至55°C至80°C，把所需量的引發(fā)劑分兩次加入反應(yīng)釜中，每次引發(fā)劑的加入量為所需量引發(fā)劑的一半，加入的間隔時(shí)間為I分鐘至10分鐘，然后對(duì)反應(yīng)釜抽真空處理，待反應(yīng)釜內(nèi)有白色絮狀物出現(xiàn)時(shí)靜置2小時(shí)至3小時(shí)后得到鉆井液用多功能低聚型潤滑劑。
[0010]下面是對(duì)上述發(fā)明技術(shù)方案之二的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
上述攪拌速率為40轉(zhuǎn)/分鐘至90轉(zhuǎn)/分鐘；或/和，反應(yīng)釜內(nèi)的真空度為-0.05 MPa至-0.08MPa。
[0011]上述單體A為十六烷基不飽和脂肪酸、十八烷基不飽和脂肪酸和棉籽油脂中的一種以上；或/和，單體B為丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨和甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨中的一種以上；或/和，溶劑為-35#柴油機(jī)清潔燃料、液體石蠟和白油中的一種以上。
[0012]上述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；或者引發(fā)劑為過氧化苯甲酰；或者引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉按摩爾比為0.8:1至1.2:1配成的混合物。
[0013]本發(fā)明通過對(duì)相應(yīng)的不飽和脂肪酸進(jìn)行針對(duì)性的嵌段共聚得到鉆井液用多功能低聚型潤滑劑，具有潤滑性能好、降濾失效果、降粘效果和消泡效果好的特點(diǎn)，本發(fā)明鉆井液用多功能低聚型潤滑劑可在鉆井液形成的泥餅表面構(gòu)成一層親油憎水膜，對(duì)保護(hù)油氣層有良好效果，從而達(dá)到了一劑多效的目的；同時(shí)本發(fā)明鉆井液用多功能低聚型潤滑劑加入到鉆井液中，其它助劑就會(huì)少加甚至不加，從而降低了鉆井成本，減少了資源流失，也有利于環(huán)境保護(hù)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。
[0015]實(shí)施例1，該鉆井液用多功能低聚型潤滑劑，原料按重量份數(shù)組成為30份至45份單體A、15份至20份單體B、45份至70份溶劑、0.05份至0.2份引發(fā)劑。
[0016]實(shí)施例2，該鉆井液用多功能低聚型潤滑劑，原料按重量份數(shù)組成為30份或45份單體A、15份或20份單體B、45份或70份溶劑、0.05份或0.2份引發(fā)劑。
[0017]實(shí)施例3，該鉆井液用多功能低聚型潤滑劑按下述制備方法得到，將所需量的單體A、單體B和溶劑加入反應(yīng)釜中并攪拌均勻，加熱反應(yīng)釜使反應(yīng)釜中物料溫度升高至55°C至80°C，把所需量的引發(fā)劑分兩次加入反應(yīng)釜中，每次引發(fā)劑的加入量為所需量引發(fā)劑的一半，加入的間隔時(shí)間為I分鐘至10分鐘，然后對(duì)反應(yīng)釜抽真空處理，待反應(yīng)釜內(nèi)有白色絮狀物出現(xiàn)時(shí)靜置2小時(shí)至3小時(shí)后得到鉆井液用多功能低聚型潤滑劑。單體A和單體B加入前通過酸度測試檢驗(yàn)單體A和單體B的含量，要求單體A的質(zhì)量百分含量不小于99 %，單體B的質(zhì)量百分含量不小于99%，對(duì)溶劑進(jìn)行閃點(diǎn)測定，要求溶劑的開口閃點(diǎn)不低于60°C。使用本發(fā)明鉆井液用多功能低聚型潤滑劑需要鉆井設(shè)計(jì)分析、小樣試驗(yàn)和現(xiàn)場配漿三個(gè)步驟；鉆井設(shè)計(jì)分析，通過分析，要求清楚鉆井液鉆遇地層結(jié)構(gòu)，所用的其他鉆井助劑是否與本發(fā)明鉆井液用多功能低聚型潤滑劑復(fù)配，鉆井液密度、粘度、API失水量大小等指標(biāo)；小樣試驗(yàn)要求對(duì)加入本發(fā)明鉆井液用多功能低聚型潤滑劑的鉆井液進(jìn)行全性能測試，以滿足設(shè)計(jì)要求；現(xiàn)場配漿是使用抽吸的方法加入配漿罐，攪拌均勻即可。本發(fā)明鉆井液用多功能低聚型潤滑劑的外觀為均一白色乳液，無異味，可均勻分散于基漿中。本發(fā)明鉆井液用多功能低聚型潤滑劑的潤滑系數(shù)降低率可控制在90.5%至98.5%，作為消泡劑的密度恢復(fù)率可控制在90 %至98 %，4 %坂土漿中壓濾失量降低率可控制在20 %至30 %，4 %坂土漿粘度降低率50%至70%，粘附系數(shù)降低率可控制在35%至50%;本發(fā)明鉆井液用多功能低聚型潤滑劑配制的泥漿體系放置一周后性能無明顯變化。
[0018]實(shí)施例4，作為上述實(shí)施例的優(yōu)化，實(shí)施例4中的攪拌速率為40轉(zhuǎn)/分鐘至90轉(zhuǎn)/分鐘；或/和，反應(yīng)釜內(nèi)的真空度為-0.05 MPa至-0.08MPa。
[0019]實(shí)施例5，作為上述實(shí)施例的優(yōu)化，實(shí)施例5中的單體A為十六烷基不飽和脂肪酸、十八烷基不飽和脂肪酸和棉籽油脂中的一種以上；或/和，單體B為丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨和甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨中的一種以上；或/和，溶劑為-35#柴油機(jī)清潔燃料、液體石蠟和白油中的一種以上。
[0020]實(shí)施例6，作為上述實(shí)施例的優(yōu)化，實(shí)施例6中的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；或者引發(fā)劑為過氧化苯甲酰；或者引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉按摩爾比為0.8:1至1.2:1配成的混合物。
[0021]本發(fā)明上述實(shí)施例得到的鉆井液用多功能低聚型潤滑劑和國內(nèi)常用鉆井液用潤滑劑的平均性能參數(shù)對(duì)比見表1所示。
[0022]表1
【權(quán)利要求】
1.一種鉆井液用多功能低聚型潤滑劑，其特征在于原料按重量份數(shù)組成為30份至45份單體A、15份至20份單體B、45份至70份溶劑、0.05份至0.2份引發(fā)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用多功能低聚型潤滑劑，其特征在于該鉆井液用多功能低聚型潤滑劑按下述方法得到:將所需量的單體A、單體B和溶劑加入反應(yīng)釜中并攪拌均勻，加熱反應(yīng)釜使反應(yīng)釜中物料溫度升高至55°C至80°C，把所需量的引發(fā)劑分兩次加入反應(yīng)釜中，每次引發(fā)劑的加入量為所需量引發(fā)劑的一半，加入的間隔時(shí)間為I分鐘至10分鐘，然后對(duì)反應(yīng)釜抽真空處理，待反應(yīng)釜內(nèi)有白色絮狀物出現(xiàn)時(shí)靜置2小時(shí)至3小時(shí)后得到鉆井液用多功能低聚型潤滑劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆井液用多功能低聚型潤滑劑，其特征在于攪拌速率為40轉(zhuǎn)/分鐘至90轉(zhuǎn)/分鐘；或/和，反應(yīng)釜內(nèi)的真空度為-0.05 MPa至-0.08MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的鉆井液用多功能低聚型潤滑劑，其特征在于單體A為十六烷基不飽和脂肪酸、十八烷基不飽和脂肪酸和棉籽油脂中的一種以上；或/和，單體B為丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨和甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨中的一種以上；或/和，溶劑為-35#柴油機(jī)清潔燃料、液體石蠟和白油中的一種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的鉆井液用多功能低聚型潤滑劑，其特征在于引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；或者引發(fā)劑為過氧化苯甲酰；或者引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉按摩爾比為0.8:1至1.2:1配成的混合物。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆井液用多功能低聚型潤滑劑的制備方法，其特征在于按下述進(jìn)行，將所需量的單體A、單體B和溶劑加入反應(yīng)釜中并攪拌均勻，加熱反應(yīng)釜使反應(yīng)釜中物料溫度升高至55°C至80°C，把所需量的引發(fā)劑分兩次加入反應(yīng)釜中，每次引發(fā)劑的加入量為所需量引發(fā)劑的一半，加入的間隔時(shí)間為I分鐘至10分鐘，然后對(duì)反應(yīng)釜抽真空處理，待反應(yīng)釜內(nèi)有白色絮狀物出現(xiàn)時(shí)靜置2小時(shí)至3小時(shí)后得到鉆井液用多功能低聚型潤滑劑。`
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉆井液用多功能低聚型潤滑劑的制備方法，其特征在于攪拌速率為40轉(zhuǎn)/分鐘至90轉(zhuǎn)/分鐘；或/和，反應(yīng)釜內(nèi)的真空度為-0.05 MPa至-0.08MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的鉆井液用多功能低聚型潤滑劑的制備方法，其特征在于單體A為十六烷基不飽和脂肪酸、十八烷基不飽和脂肪酸和棉籽油脂中的一種以上；或/和，單體B為丙烯酸、甲基丙烯酸、二甲基二烯丙基氯化銨和甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨中的一種以上；或/和，溶劑為-35#柴油機(jī)清潔燃料、液體石蠟和白油中的一種以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的鉆井液用多功能低聚型潤滑劑的制備方法，其特征在于引發(fā)劑為偶氮二異丁腈；或者引發(fā)劑為過氧化苯甲酰；或者引發(fā)劑為過硫酸銨和亞硫酸氫鈉按摩爾比為0.8:1至1.2:1配成的混合物。
【文檔編號(hào)】C09K8/035GK103484084SQ201310433036
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】郭建彬, 宋杰, 李春偉, 劉鋒, 侯艷英, 邱芬, 李澤斌, 劉金玲, 周靜華, 魏珊, 李王軍 申請(qǐng)人:新疆貝肯能源工程股份有限公司