一種鑽井液用松香蠟潤滑劑及其製備方法
2023-08-04 02:18:41 1
一種鑽井液用松香蠟潤滑劑及其製備方法
【專利摘要】本發明公開一種鑽井液用松香蠟潤滑劑及其製備方法，該潤滑劑由以下重量份的各組分製備：白油10～40份，石蠟10～30份，硬脂酸5～20份，松香10～30份，胺化劑5～15份，乳化劑5～50份，穩定劑0.1～5份，水150～400份。本發明潤滑劑中白油具有潤滑及分散石蠟的作用，石蠟和松香是主要的潤滑劑，硬脂酸和胺化劑反應後具有乳化作用，能形成更加穩定的乳液。松香、石蠟熔融反應，在冷卻後，會有一部分凝結固化成細小顆粒。此冷卻物有利於石蠟顆粒的分散；因此具有潤滑性能穩定，使用中不易發泡和增稠，有效保證使用效果的優點。
【專利說明】一種鑽井液用松香蠟潤滑劑及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明具體涉及一種鑽井液用松香蠟潤滑劑及其製備方法。
【背景技術】
[0002] 金剛石鑽探需要有較高的轉數，在深孔鑽進時，鑽杆、鑽具與孔壁的摩擦阻力很 大，在衝洗液中加潤滑劑，可以減少鑽杆、鑽具與孔壁的摩擦阻力。從而減少鑽具迴轉時所 產生的振動，降低功率消耗；減少鑽具的磨損，提高鑽頭使用壽命。生產中大量使用松香酸 鈉等陰離子型脂肪酸鈉類潤滑減阻劑，雖具有良好的潤滑性能，在一般地層中顯示出較好 的作用效果，但其在使用中容易發泡及增稠，影響潤滑性能，當遇到汙染地層或有汙染的水 時，由於所含鈣鎂離子與其中的主要成分脂肪酸鈉生成不溶於水的脂肪酸鈣和脂肪酸鎂沉 澱，使潤滑性能降低甚至完全失去其原有的潤滑性能。
【發明內容】
[0003] 本發明針對現有技術的上述不足，提供一種潤滑性能穩定，使用中不易發泡和增 稠，有效保證使用效果的鑽井液用松香蠟潤滑劑。
[0004] 為了解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為：一種鑽井液用松香蠟潤滑劑， 該潤滑劑由以下重量份的各組分製備：
[0005] 白油（礦物油）10?40份，
[0006] 石蠟10?30份，
[0007] 硬脂酸5?20份，
[0008] 松香10?30份，
[0009] 胺化劑5?15份，
[0010] 乳化劑5?50份，
[0011] 穩定劑0.1?5份，
[0012] 水 150 ?400 份。
[0013] 本發明所述的胺化劑由氨水、乙醇胺和氫氧化鈉組成，所述的氨水、乙醇胺和氫氧 化鈉之間的重量配比為3-8:1-3:1。
[0014] 本發明所述的乳化劑由斯潘80、吐溫80、乳化劑0P-10 (英文名：Emulsifier OP-10)及十二烷基苯磺酸鈉組成，其中斯潘80、吐溫80、乳化劑OP-10 (英文名：Emulsifier 0P-10)及十二烷基苯磺酸鈉之間的重量配比為1-2:0. 5-1:0. 5-1. 5:1。
[0015] 本發明所述的穩定劑為羧甲基澱粉CMS或羧甲基纖維素 CMC或聚丙烯醯胺PAM中 的一種。
[0016] 本發明還提供一種上述鑽井液用松香蠟潤滑劑的製備方法，具體製備步驟包括：
[0017] (1)將胺化劑溶於配方比例中一部分的水中，然後加熱到70?80°C備用；
[0018] (2)將乳化劑、穩定劑加到配方比例剩餘部分的水中備用；
[0019] (3)將白油、石蠟、硬脂酸、松香按配方比例加入到反應釜中，然後逐步升溫到 80?90°C，開始攪拌，待物料全部熔融後加入步驟（1)溶有胺化劑的水，維持溫度80? 90°C反應1-2小時，然後降溫到35-45°C ;再加入步驟（2)溶有乳化劑和穩定劑的水，攪拌 均勻；
[0020] (4)將攪拌均勻的液體送至砂磨機研磨，待石蠟顆粒到達到3?5μπι形成穩定的 乳液即為成品。
[0021] 本發明的優點和有益效果：
[0022] 1.本發明潤滑劑中白油具有潤滑及分散石蠟的作用，石蠟和松香是主要的潤滑 齊?，硬脂酸和胺化劑反應後具有乳化作用，能形成更加穩定的乳液。松香、石蠟熔融反應，在 冷卻後，會有一部分凝結固化成細小顆粒，，此冷卻物有利於石蠟顆粒的分散。
[0023] 2.由於金剛石鑽探需要有較高的轉數，在深孔鑽進時，鑽杆、鑽具與孔壁的摩擦 阻力很大，在衝洗液中加潤滑劑，可以減少鑽杆、鑽具與孔壁的摩擦阻力。從而減少鑽具 迴轉時所產生的振動，降低功率消耗；減少鑽具的磨損，提高鑽頭使用壽命。生產中大量 使用松香酸鈉等陰離子型脂肪酸鈉類潤滑減阻劑，雖具有良好的潤滑性能，在一般地層中 顯示出較好的作用效果，但其在使用中容易發泡及增稠，影響潤滑性能，當遇到汙染地層 或有汙染的水時，由於所含鈣鎂離子與其中的主要成分脂肪酸鈉生成不溶於水的脂肪酸 鈣和脂肪酸鎂沉澱，使潤滑性能降低甚至完全失去其原有的潤滑性能。而本發明的松香蠟 潤滑劑很好的解決了這些問題，並增加了防塌、護壁性能。石蠟細小顆粒在鑽井液中具有防 塌、無毒、無螢光、潤滑、抑制頁巖膨脹分散和保護油氣層的作用。石蠟細小顆粒在鑽井中， 通過在近井壁處形成一個滲透率極低的石蠟屏蔽帶，從而有效阻止鑽井液中的固相顆粒和 濾液進入地層深部，從而起到防塌、無毒、無螢光、潤滑、抑制頁巖膨脹分散作用。
[0024] 3.本發明製備過程採用砂磨機替代傳統的均質機，具有價格便宜，維修、使用方 便，易於降低成本及規模化生產。綜合了松香潤滑劑及石蠟乳液潤滑劑的優點，解決松香 潤滑劑的發泡及潤滑性能不穩定缺陷，在金剛石鑽探中具有潤滑和防塌作用，且對泥漿流 變性能影響不大。石蠟乳化一般均採用高速攪拌，對設備要求很高，此工藝採用砂磨機，對 設備的要求大幅降低，易於生產控制。
【具體實施方式】
[0025] 下面通過實施例進一步詳細描述本發明，但本發明不僅僅局限於以下實施例。
[0026] 本發明下述實施例各原料不做特殊說明，均為市售常規原料，其中的砂磨機也為 行業常規設備，如上海儒特機電設備有限公司的實驗室砂磨機型號RT-0. 5,介質採用氧化 鋯珠等。
[0027] 實施例1 :
[0028] 步驟一：將胺化劑10份（氨水6份、乙醇胺3份、氫氧化鈉 1份）溶於150份的水 中，加熱到70?80°C備用；
[0029] 步驟二：150 份水中加 12 份 span-80、4. 5 份 tween_80、6 份 op-10 乳化劑、7. 5 份 十二烷基苯磺酸鈉和2份CMS穩定劑，溶解備用；
[0030] 步驟三：白油11份、石蠟15份、硬脂酸10份、松香15份依次加入到反應釜中，逐 步升溫到80?90°C，開攪拌，待物料全部熔融後緩慢加入步驟一備用的溶液水，維持溫度 反應1. 5小時，降溫到40°C左右。再加入步驟二的溶液，攪拌均勻。
[0031] 步驟四：將攪拌均勻的液體送至砂磨機研磨，待石蠟微顆粒達到3?5μπι形成穩 定的乳液即為成品。
[0032] 實施例2 :
[0033] 步驟一：將胺化劑15份（氨水9份、乙醇胺3份、氫氧化鈉3份）溶於200份的水 中，加熱到70?80°C備用；
[0034] 步驟二：200份水中加入將14份span-80、7份tween_80、9份op-10乳化劑、10份 十二烷基苯磺酸鈉和1份穩定劑-聚丙烯醯胺，溶解備用；
[0035] 步驟三：白油15份、石蠟20份、硬脂酸20份、松香20份依次加入到反應釜中，逐 步升溫到80?90°C，開攪拌，待物料全部熔融後緩慢加入步驟一備用的溶液水，維持溫度 反應1. 5小時，降溫到40°C左右。再加入步驟二的溶液，攪拌均勻。
[0036] 步驟四：將攪拌均勻的液體送至砂磨機研磨，待石蠟微顆粒達到3?5μπι形成穩 定的乳液即為成品。
[0037] 實施例3 :
[0038] 步驟一：將胺化劑9份（氨水6份、乙醇胺2. 2份、氫氧化鈉0. 8份）溶於100份 的水中，加熱到70?80°C備用；
[0039] 步驟二：100份水中加7份span-80、3份tween_80、5份op-10乳化劑、5份十二烷 基苯磺酸鈉和2份CMC穩定劑，溶解備用；
[0040] 步驟三：白油8份、石蠟10份、硬脂酸8份、松香15份依次加入到反應釜中，逐步 升溫到80?90°C，開攪拌，待物料全部熔融後緩慢加入步驟一備用的溶液水，維持溫度反 應1. 5小時，降溫到40°C左右。再加入步驟二的溶液，攪拌均勻。
[0041] 步驟四：將攪拌均勻的液體送至砂磨機研磨，待石蠟微顆粒達到3?5μπι形成穩 定的乳液即為成品。
[0042] 表1本發明實施例產品潤滑性能檢測數據
[0043]
【權利要求】
1. 一種鑽井液用松香蠟潤滑劑，其特徵在於：該潤滑劑由以下重量份的各組分製備： 白油10?40份， 石錯10?30份， 硬脂酸5?20份， 松香10?30份， 胺化劑5?15份， 乳化劑5?50份， 穩定劑〇. 1?5份， 水 150?400份。
2. 根據權利要求1所述的鑽井液用松香蠟潤滑劑，其特徵在於：所述的胺化劑由氨水、 乙醇胺和氫氧化鈉組成，所述的氨水、乙醇胺和氫氧化鈉之間的重量配比為3-8:1-3:1。
3. 根據權利要求1所述的鑽井液用松香蠟潤滑劑，其特徵在於：所述的乳化劑由斯潘 80、吐溫80、乳化劑0P-10及十二烷基苯磺酸鈉組成，其中斯潘80、吐溫80、乳化劑0P-10及 十二烷基苯磺酸鈉之間的重量配比為1-2:0. 5-1:0. 5-1. 5:1。
4. 根據權利要求1所述的鑽井液用松香蠟潤滑劑，其特徵在於：所述的穩定劑為羧甲 基澱粉或羧甲基纖維素或聚丙烯醯胺中的一種。
5. -種鑽井液用松香蠟潤滑劑的製備方法，其特徵在於：具體製備步驟包括： (1) 將胺化劑溶於配方比例中一部分的水中，然後加熱到70?80°C備用； (2) 將乳化劑、穩定劑加到配方比例剩餘部分的水中備用； (3) 將白油、石蠟、硬脂酸、松香按配方比例加入到反應釜中，然後逐步升溫到80? 90°C，開始攪拌，待物料全部熔融後加入步驟（1)溶有胺化劑的水，維持溫度80?90°C反應 1-2小時，然後降溫到35-45°C ;再加入步驟（2)溶有乳化劑和穩定劑的水，攪拌均勻； (4) 將攪拌均勻的液體送至砂磨機研磨，待石蠟顆粒到達到3?5μπι形成穩定的乳液 即為成品。
【文檔編號】C09K8/035GK104232031SQ201410414424
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月21日 優先權日:2014年8月21日
【發明者】梅春萍, 徐恩泉 申請人:江西省萍鄉市安華生物科技有限公司