一種鑽井液用固體潤滑劑及其製備方法
2023-10-09 18:11:09
專利名稱：一種鑽井液用固體潤滑劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種油田鑽井液所用的助劑，具體地說，是涉及油田鑽井液用的潤滑劑及其製備方法。
背景技術：
鑽井液的潤滑防卡問題是鑽井工程，特別是深井、定向井、水平井、多分支井等複雜井鑽井過程中經常遇到的技術難題。在我國油田開發中，隨著開採時間的增長和開採量的增加，開採難度也越來越大，因此鑽井工作者普遍採用了各種鑽井新工藝、新技術，如深井、超深井、水平井、大位移井、多分支井、小井眼井等來開發油氣田。在這些鑽井過程中，一個很重要的問題就是防卡潤滑，以保證鑽井工程的順利進行，降低成本，提高效率。
目前提高鑽井液潤滑性能的主要方法有三種，一是在鑽井液中混入原油、礦物油或植物油，同時加入大量的表面活性劑和助表面活性劑來提高乳化穩定性，促進原油或礦物油在鑽井液中充分的均勻分散；二是在鑽井液中加入有機聚合物潤滑劑，如聚合醚潤滑劑、聚合醇潤滑劑等，這類鑽井液有類似油基鑽井液的性能，同時具有表面活性劑的雙親特性；三是在鑽井液中加入一些固體惰性潤滑材料，如塑料小球、玻璃小球、石墨等，這類潤滑劑不與鑽井液發生化學作用，通過改變鑽具與井壁的摩擦方式來降低摩阻。
目前這些常用的鑽井液用潤滑劑多為液體，在偏遠地區和交通不便地區使用、運輸不方便，同時還容易汙染環境，特別是遇到高溫地層時，常規鑽井液用潤滑劑容易失效，不能抗高溫，這時就需要一種新型的抗高溫的鑽井液用固體潤滑劑。
膨潤土是一種性能優良用途廣泛的無機礦物，它有膨脹性、吸附性、陽離子可交換性、分散性和懸浮性，因此可以作為固體潤滑劑的載體，通過物理和化學方法與陽離子和陰離子表面活性劑作用，利用膨潤土的電性，在膨潤土的晶層插入陽離子表面活性劑，同時利用膨潤土的膨脹性和吸附性，在其表面與陰離子表面活性劑反應，合成了一種新型的鑽井液用固體潤滑劑。表面活性劑與膨潤土進行了物理化學反應，形成了一種非晶體結構物質，具有很高的表面活性，提高了潤滑性能。這種潤滑劑具有運輸使用方便、加量少、潤滑性能好、抗高溫等優點。
發明內容
本發明的目的在於彌補現有鑽井液用潤滑劑的不足之處，而提供一種生產簡便、價格低廉、性能優良的抗高溫鑽井液用固體潤滑劑，及其製備方法。
本發明的目的可以通過如下措施來實現一種鑽井液用固體潤滑劑是由下述重量％的原料製成鈉基膨潤土60％～80％、陽離子表面活性劑(十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨)10％～20％、陰離子表面活性劑(十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉)10％～20％和有機矽消泡劑1％。
製備方法為1.在水中加入15％~20％(重量比)的鈉基膨潤土，邊加入邊攪拌，水化分散成凝膠狀，老化10小時；2.在上述凝膠中加入10％～20％(與土的重量比例)的陽離子表面活性劑，老化5小時；3.加入10％～20％(與土的重量比例)的陰離子表面活性劑；4.在95℃乾燥上述混合物，粉碎成150目，包裝即可。
產品指標見表1表1
注1.基漿配方為在水中加入5％(重量比)的一級鑽井液膨潤土；2.固體潤滑劑用鈉基膨潤土為一級鑽井液用膨潤土。
具體實施例方式
下面列舉一個實施例，對本發明加以進一步說明，但本發明不只限於這個實施例。
實施例1在攪拌器中加入400千克水，邊攪拌邊加入70千克鈉基膨潤土，攪拌分散成凝膠狀，老化5小時；加入有效含量為50％的工業級十二烷基三甲基溴化銨30千克，攪拌均勻，老化5小時；再加入工業級十二烷基硫酸鈉7.5千克，工業級十二烷基苯磺酸鈉7.5千克和有機矽消泡劑1千克，攪拌均勻，在乾燥器中乾燥，粉碎成150目粉末，包裝即可得到100千克固體潤滑劑。
本實例所用原材料都可從市場上買到。
權利要求
1.該鑽井液用固體潤滑劑，其特徵在於該固體潤滑劑由鈉基膨潤土、陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和少量消泡劑合成。該固體潤滑劑是由下述重量％的原料製成鈉基膨潤土60％～80％、陽離子表面活性劑(十二烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨)10％～20％、陰離子表面活性劑(十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉)10％～20％和有機矽消泡劑1％。
2.該鑽井液用固體潤滑劑的製備方法，其特徵在於，該方法的實施步驟如下先預水化鈉基膨潤土成凝膠，攪拌均勻，老化5小時；加入上述權利要求1所述的陽離子表面活性劑，攪拌均勻，老化5小時；再加入上述權利要求1所述的陰離子表面活性劑和消泡劑，攪拌均勻；然後放入乾燥器中乾燥，乾燥溫度為95℃，最後粉碎包裝即可。
全文摘要
本發明提供了一種新型的鑽井液用固體潤滑劑，該固體潤滑劑是由下述重量％的原料製成鈉基膨潤土60％～80％、陽離子表面活性劑10％～20％、陰離子表面活性劑10％～20％和少量消泡劑。該產品為固體粉末，運輸、使用方便，加量少，抗高溫。在膨潤土鑽井液中加入0.5％該產品，同時加入5％的柴油，鑽井液摩阻係數可從原來的0.36降低到0.062，而且加入後，鑽井液流變性沒有大的變化。該產品所用原材料成本較低，製備方法簡單，易於實施，其潤滑性、流變性、抗高溫性均優於現有類似鑽井液用固體潤滑劑。
文檔編號C09K8/035GK1861736SQ20051006919
公開日2006年11月15日 申請日期2005年5月13日 優先權日2005年5月13日
發明者王貴和, 王定峰 申請人:王貴和, 王定峰