一種鑽井液用潤滑消泡劑及其製備方法
2023-05-03 03:42:06
專利名稱：一種鑽井液用潤滑消泡劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種鑽井液用潤滑消泡劑及其製備方法。
背景技術：
隨著石油天然氣勘探開發領域的擴大和深入，鑽探開發力度不斷增加，鑽探難度提高，鑽井的複雜程度更加突出。自80年代以來，我國開展了水平井鑽井技術的研究和應用，其中摩阻和扭矩過大是水平井鑽井過程中的一個主要不利因素。水平井和定向井鑽井過程中，鑽柱對斜井段井壁的正向壓力一定時，低鑽井液潤滑係數使鑽杆與井壁相對運動時的摩擦阻力更小，可以大大減少鑽杆與套管之間的磨損，減少粘附卡鑽和鑽頭泥包的機率，有效提高鑽井速度.也同時滿足了不斷增長的設計套管延伸長度的需要。由於潤滑劑是改善鑽井液潤滑性能、降低摩擦阻力的主要途徑，正確使用潤滑劑能大幅度提高鑽井液的防磨損和潤滑性能，因此在鑽井過程中，已廣泛使用潤滑劑來降低摩阻。在鑽井過程中，當鑽遇含氣地層時，地層中的烴類、C02、H2S等氣體就會擴散或侵入到鑽井液中，而循環的鑽井液對氣泡的產生起到攪拌作用，再加上鑽井液處理劑一般都具有表面活性，因此，鑽井液常常容易起泡，而且鑽井液的粘度、切力越高，起泡後越不容易從地面排出，從而造成氣泡積累。鑽井液的起泡會對鑽井工程帶來很多不良影響。首先，鑽井液起泡嚴重時，會使得地面上測得的鑽井液密度大幅度降低，從而導致整個液柱壓力下降，使泵效降低，同時鑽井液的起泡也會使泥漿的潤滑性能變差，冷卻鑽頭的效率降低。其次，鑽井液起泡會使地表鑽井液的粘切上升，流動性能變差，給鑽井帶來不便。第三，鑽井液一旦產生大量氣泡，如果處理不及時，輕者會引起井湧，重者將造成井噴、井塌等一系列井下複雜事故。由於缺乏性能優良的複合型鑽井液處理劑，為解決以上問題，通常的處理方式是在鑽井液中同時添加潤滑劑和消`泡劑，存在加量大、成本高、對鑽井液流變性影響較大、現場操作工序複雜等缺點。
發明內容
本發明提出了一種鑽井液用潤滑消泡劑及其製備方法，解決了現有技術中的不足，能同時起到潤滑劑和消泡劑的作用，現場操作工序簡單，並降低了生產成本。本發明的技術方案是這樣實現的:一種鑽井液用潤滑消泡劑，它由以下重量百分比的組分製成:植物油30-43%，有機胺15-25% ;基礎油30-40% ;滲透劑2_6% ;消泡劑10-15%。進一步的，它由以下重量百分比的組分製成:植物油32-38%，有機胺16-22% ;基礎油32-38% ;滲透劑3-5% ;消泡劑11-14%。更進一步的，它由以下重量百分比的組分製成:植物油34%，有機胺18%;基礎油33% ;滲透劑3% ;消泡劑12%。其中，所述植物油為菜籽油、玉米油、花生油、大豆油、橄欖油、芝麻油和葵花籽油中的一種或以任意比例混合的幾種。其中，所述有機胺為二乙烯乙二醇胺。其中，所述基礎油為航空煤油。其中，所述滲透劑為脂肪醇聚氧乙烯醚。其中，所述消泡劑為二甲基矽油。上述的鑽井用潤滑消泡劑的製備方法，它包括下列步驟:(I)將植物油加入反應釜中，在攪拌的條件升溫至60_80°C ；(2)向反應釜中加入有機胺，持續攪拌，繼續升溫至130_150°C，並密閉反應6-10h ；(3)然後向反應釜中加入基礎油、滲透劑和消泡劑，持續攪拌，保持溫度在70_85°C反應3-5h，即得成品。與現有技術相比，本發明的有益效果是:(I)本發明中的潤滑消泡劑能同時起到潤滑劑和消泡劑的作用，由於具有較低的表面張力，易被液膜表面吸附，取代起泡劑分子；具有較好的潤溼性和滲透性，易於在液膜局部鋪展，帶走靠近表面的液體，使液膜變薄，泡沫易於破裂；具有極好的潤滑性，使泡沫易於從液體滑脫出來破裂。可有效提高鑽井液潤滑性能，減少粘附卡鑽；同時通過降低表面張力、破壞界面膜強度等原理消泡，對聚合物體系、輕泥漿體系、聚磺體系的消泡效果尤為明顯，具有消泡速度快，抑泡能力強等優點；(2)不用在施工現場同時添加潤滑劑和消泡劑，只需添加本發明中的潤滑消泡劑即可，現場操作工序簡單；(3)降低了生產成本，現有技術中需要同時加入潤滑劑和消泡劑才可以達到潤滑和消泡的效果，潤滑劑和消泡劑的加入量均為鑽井液重量的1%，而使用本發明中的潤滑消泡劑加入量為鑽井液重量的0.5%就能達到潤滑和消泡要求，在很大的程度上節約了成本。
具體實施例方式下面對本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的其中的幾個實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例1:一種鑽井液用潤滑消泡劑，它由以下重量百分比的組分製成:脂肪酸34%，有機胺18% ;基礎油33% ;滲透劑3% ;消泡劑12%。製備5000Kg的鑽井液用潤滑消泡劑，具體的原料及用量為:玉米油1700Kg，二乙烯乙二醇胺900Kg，航空煤油1650Kg，脂肪醇聚氧乙烯醚150Kg，二甲基矽油600Kg。上述的鑽井用潤滑消泡劑的製備方法，它包括下列步驟:(I)將玉米油加入反應釜中，在攪拌的條件升溫至70°C ；(2)向反應釜中加入二乙烯乙二醇胺，持續攪拌，繼續升溫至140°C，並密閉反應8h ；
(3)然後向反應釜中加入航空煤油、脂肪醇聚氧乙烯醚和二甲基矽油，持續攪拌，保持溫度80°C反應4h，即得外觀為棕色液體的成品。實施例2:一種鑽井液用潤滑消泡劑，它由以下重量百分比的組分製成:脂肪酸32%，有機胺16% ;基礎油33% ;滲透劑5% ;消泡劑14%。
製備5000Kg的鑽井液用潤滑消泡劑，具體的原料及用量為:按重量比1:1混合的菜籽油和花生油的混合油1600Kg，二乙烯乙二醇胺800Kg，航空煤油1650Kg，脂肪醇聚氧乙烯醚250Kg，二甲基矽油700Kg。上述的鑽井用潤滑消泡劑的製備方法，它包括下列步驟:(I)將玉米油加入反應釜中，在攪拌的條件升溫至62°C ；(2)向反應釜中加入二乙烯乙二醇胺，持續攪拌，繼續升溫至135°C，並密閉反應IOh ；(3)然後向反應釜中加入航空煤油、脂肪醇聚氧乙烯醚和二甲基矽油，持續攪拌，保持溫度75°C反應3.5h，即得外觀為棕色液體的成品。實施例3:一種鑽井液用潤滑消泡劑，它由以下重量百分比的組分製成:脂肪酸32%，有機胺16% ;基礎油38% ;滲透劑3% ;消泡劑11%。製備5000Kg的鑽井液用潤滑消泡劑，具體的原料及用量為:按重量比1:1:2:
3:1:5:1混合的菜籽油、花生油、玉米油、大豆油、橄欖油、芝麻油和葵花籽油的混合油1600Kg，二乙烯乙二醇胺800Kg，航空煤油1900Kg，脂肪醇聚氧乙烯醚150Kg，二甲基矽油550Kg。上述的鑽井用潤滑消泡劑的製備方法，它包括下列步驟:(I)將玉米油加入反應釜中，在攪拌的條件升溫至78°C ；(2)向反應釜中加入二乙烯乙二醇胺，持續攪拌，繼續升溫至148°C，並密閉反應
6.5h ；(3)然後向反應釜中加入航空煤油、脂肪醇聚氧乙烯醚和二甲基矽油，持續攪拌，保持溫度82V反應3.5h，即得外觀為棕色液體的成品。實施例4:一種鑽井液用潤滑消泡劑，它由以下重量百分比的組分製成:脂肪酸42%，有機胺15% ;基礎油30% ;滲透劑2% ;消泡劑11%。製備5000Kg的鑽井液用潤滑消泡劑，具體的原料及用量為:按重量比3:2:1混合的菜籽油、花生油和葵花籽油的混合油2100Kg，二乙烯乙二醇胺750Kg，航空煤油1500Kg，脂肪醇聚氧乙烯醚lOOKg，二甲基矽油550Kg。上述的鑽井用潤滑消泡劑的製備方法，它包括下列步驟:(I)將玉米油加入反應釜中，在攪拌的條件升溫至77°C ；(2)向反應釜中加入二乙烯乙二醇胺，持續攪拌，繼續升溫至133°C，並密閉反應9h ；(3)然後向反應釜中加入航空煤油、脂肪醇聚氧乙烯醚和二甲基矽油，持續攪拌，保持溫度73°C反應5h，即得外觀為棕色液體的成品。實施例5:
一種鑽井液用潤滑消泡劑，它由以下重量百分比的組分製成:脂肪酸33%，有機胺24% ;基礎油30% ;滲透劑3% ;消泡劑10%。製備5000Kg的鑽井液用潤滑消泡劑，具體的原料及用量為:菜籽油2100Kg，二乙烯乙二醇胺750Kg，航空煤油1500Kg，脂肪醇聚氧乙烯醚lOOKg，二甲基矽油550Kg。上述的鑽井用潤滑消泡劑的製備方法，它包括下列步驟:(I)將玉米油加入反應釜中，在攪拌的條件升溫至77°C ；(2)向反應釜中加入二乙烯乙二醇胺，持續攪拌，繼續升溫至133°C，並密閉反應9h ；(3)然後向反應釜中加入航空煤油、脂肪醇聚氧乙烯醚和二甲基矽油，持續攪拌，保持溫度73°C反應5h，即得外觀為棕色液體的成品。對實施例1-5中所得的鑽井液用潤滑消泡劑，進行性能檢測，結果如下表1-3所示:表I實施例1-5中所得的鑽井液用潤滑消泡劑的表觀粘度升高值
權利要求
1.一種鑽井液用潤滑消泡劑，其特徵在於:它由以下重量百分比的組分製成:植物油30-43%，有機胺15-25% ;基礎油30-40% ;滲透劑2_6% ;消泡劑10_15%。
2.根據權利要求1所述的一種鑽井液用潤滑消泡劑，其特徵在於:它由以下重量百分比的組分製成::植物油32-38%，有機胺16-22% ;基礎油32-38% ;滲透劑3-5% ;消泡劑11-14%。
3.根據權利要求2所述的一種鑽井液用潤滑消泡劑，其特徵在於:它由以下重量百分比的組分製成::植物油34%，有機胺18% ;基礎油33% ;滲透劑3% ;消泡劑12%。
4.根據權利要求1-3中任意一項所述的一種鑽井液用潤滑消泡劑，其特徵在於:所述植物油為菜籽油、玉米油、花生油、大豆油、橄欖油、芝麻油和葵花籽油中的一種或以任意比例混合的幾種。
5.根據權利要求1-3中任意一項所述的一種鑽井液用潤滑消泡劑，其特徵在於:所述有機胺為二乙烯乙二醇胺。
6.根據權利要求1-3中任意一項所述的一種鑽井液用潤滑消泡劑，其特徵在於:所述基礎油為航空煤油。
7.根據權利要求1-3中任意一項所述的一種鑽井液用潤滑消泡劑，其特徵在於:所述滲透劑為脂肪醇聚氧乙烯醚。
8.根據權利要求1-3中任意一項所述的一種鑽井液用潤滑消泡劑，其特徵在於:所述消泡劑為二甲基矽油。
9.根據權利要求1-3中任意一項所述的一種鑽井液用潤滑消泡劑的製備方法，其特徵在於:它包括下列步驟: (1)將植物油加入反應釜中，在攪拌的條件升溫至60-80°C； (2)向反應釜中加入有機胺，持續攪拌，繼續升溫至130-150°C，並密閉反應6-10h； (3)然後向反應釜中加入基礎油、 滲透劑和消泡劑，持續攪拌，保持溫度在70-85°C反應3-5h，即得成品。
全文摘要
本發明提出了一種鑽井液用潤滑消泡劑及其製備方法。它由以下重量百分比的原料製成脂肪酸30-43%，有機胺15-25%；基礎油30-40%；滲透劑2-6%；消泡劑10-15%，與現有技術相比，本發明的有益效果是能同時起到潤滑劑和消泡劑的作用，現場操作工序簡單，並降低了生產成本。
文檔編號C09K8/035GK103160258SQ201310110839
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月1日 優先權日2013年4月1日
發明者宋芳 申請人:成都西油華巍科技有限公司