一种用于钻井液的无荧光白油润滑剂及其制备方法转让专利
申请号 : CN202110550410.3
文献号 : CN113025291B
文献日 : 2021-08-03
发明人 : 赵沿东 , 蔡维良 , 程跃凤 , 郭淑华 , 赵倩
申请人 : 山东红锦石油技术开发有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种用于钻井液的无荧光白油润滑剂,其特征在于,所述润滑剂由如下重量百分比的原料制成:白油43‑56wt%、石墨0.5‑1.5wt%、表面活性剂6‑14wt%、多元醇脂肪酸酯35‑
45wt%、消泡剂2‑4wt%;其中,所述表面活性剂为含氟表面活性剂和2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇的组合,以表面活性剂总重量计,所述含氟表面活性剂含量为2‑4wt%、所述2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇含量为96‑98wt%;所述含氟表面活性剂为SIFAST@SF‑333、全氟壬烯氧基苯磺酸钠中的一种或两种混合;所述多元醇脂肪酸酯为由麦芽糖醇与蓖麻油酸酯化反应制成的蓖麻油酸麦芽糖醇酯。
2.根据权利要求1所述的用于钻井液的无荧光白油润滑剂,其特征在于,所述润滑剂由如下重量百分比的原料制成:白油52‑56wt%、石墨0.8‑1.1wt%、表面活性剂9‑12wt%、多元醇脂肪酸酯35‑40wt%、消泡剂2‑4wt%。
3.根据权利要求1所述的用于钻井液的无荧光白油润滑剂,其特征在于,所述蓖麻油酸麦芽糖醇酯制备方法为:称取适量麦芽糖醇与蓖麻油酸,在通氮气条件下将麦芽糖醇和蓖麻油酸加入反应容器,加入适量催化剂,140℃下恒温搅拌1‑3.5h,搅拌完成后降温至90‑
110℃保温0.5‑2h,即得所述蓖麻油酸麦芽糖醇酯。
4.根据权利要求3所述的用于钻井液的无荧光白油润滑剂,其特征在于,所述催化剂为
2‑
SO4 /TiO2,以麦芽糖醇与蓖麻油酸的总质量计,所述催化剂的添加量为0.5‑0.8wt%。
5.根据权利要求4所述的用于钻井液的无荧光白油润滑剂,其特征在于,所述消泡剂为聚醚消泡剂、有机硅消泡剂中的一种或两种。
6.一种根据权利要求1‑5任一项所述的用于钻井液的无荧光白油润滑剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:按比例称取白油、石墨、表面活性剂、多元醇脂肪酸酯、消泡剂;
S2:向反应釜中加入白油和表面活性剂,加热至35‑45℃,搅拌混合均匀,得混合物A;
S3:待混合物A降至室温后加入石墨,搅拌30‑60min,再加入多元醇脂肪酸酯及消泡剂,搅拌至均一、无分层,即得所述用于钻井液的无荧光白油润滑剂。
7.根据权利要求6所述的用于钻井液的无荧光白油润滑剂的制备方法,其特征在于,步骤S3中多元醇脂肪酸酯为边搅拌边加入。
说明书 :
一种用于钻井液的无荧光白油润滑剂及其制备方法
技术领域
背景技术
此对钻井液的润滑性能提出了更高的要求。目前大多数润滑剂均或多或少具有荧光性,容
易对地质录井造成负面影响,严重影响录井工作人员在探井施工中发现新油气层;现有较
多润滑剂毒性高, 难以生物降解,不能满足环境保护的要求。
物料充分混合均匀,即得钻井液用低荧光润滑剂。该文献中并未相关实验表明润滑剂具有
低荧光性,并且可以预见,该润滑剂具有较高的起泡率。
∶白油∶表面活性剂平平加∶乳化剂∶水=10~45∶10~30∶5~10∶5~10∶10~12。该润滑剂极
压润滑系数降低率在室温时为75‑87%、在 150℃时为75‑85%,可见润滑效果并非特别显著,
并且该润滑剂荧光级别为4,也仅是勉强满足低荧光要求。
发明内容
酸酯协同作用,使用于钻井液的无荧光白油润滑剂具有优异的润滑性能及较低的起泡率,
并且无荧光,可用于定向井、水平井和大斜度井的润滑及录井等特殊作业。
55wt%、消泡剂2‑8wt%。
戊二醇含量为96‑98wt%,优选地,所述含氟表面活性剂为SIFAST@SF‑333(来源于广州标美
硅氟新材料有限公司)、全氟壬烯氧基苯磺酸钠(Fluorosurfactant OBS,来源于上海市有
机氟材料研究所)中的一种或两种混合。
搅拌完成后降温至90‑110℃保温0.5‑2h,即得所述蓖麻油酸麦芽糖醇酯。
活性剂组合,显著降低了体系表面张力,提升了固体润滑剂原料与油相原料的相容性,使得
固体润滑剂原料得以均匀分散并稳定存在,进一步提升了润滑剂的润滑效果。本发明采用
特定制备方法获得了蓖麻油酸麦芽糖醇酯,与其他常见多元醇脂肪酸酯相比,本发明蓖麻
油酸麦芽糖醇酯可更有效地提高润滑降低系数,并且具有较低的起泡性。本发明用于钻井
液的无荧光白油润滑剂,具有无荧光、润滑性能优异、低泡等优点,并且润滑剂易于生物降
解,产品成本合理,满足钻井液用润滑剂技术指标要求,具有良好应用前景。
具体实施方式
技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范
围。下面具体的实施方式对本发明作进一步的描述。
无荧光白油润滑剂。
性能,并且在一定用量范围内,润滑性能随石墨用量增大而改善,但当石墨用量达到2wt%
时,润滑性能开始下降,可能是由于石墨用量相对较大造成石墨不易分散,难以发挥良好润
滑功效。
高石墨的分散性能。然而,表面活性剂种类繁多且价格相对较高,需选择适宜的表面活性
剂,既能使得表面张力明显下降,又不能使得润滑剂成本大幅上升。
所示。
具有更好的化学稳定性和热稳定性。但是,含氟表面活性剂的价格较高,因此采用含氟表面
活性剂与其他表面活性剂复配的方式降低使用成本。
中,含氟表面活性剂与2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇搭配可取得更好的效果(相较于含氟表面
活性剂与AEO‑9或直链烷基苯磺酸钠搭配),而在含氟表面活性剂与2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊
二醇的组合中,OBS与2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇搭配的效果更好(相较于SIFAST@SF‑333与
2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇搭配)。2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇为传统的碳氧表面活性剂,虽
然其表面活性不如含氟表面活性剂,但在含氟表面活性剂剂量很少的情况下,加入碳氧表
面活性剂以一定比例复配,两者产生相互协同作用,含氟表面活性剂降低了碳氧表面活性
剂的表面张力,碳氧表面活性剂的表面活性得以提高,从而达到利用碳氧表面活性剂替代
部分含氟表面活性剂的效果,进而使得含氟表面活性剂用量大幅减少,降低了实际生产使
用成本。
表面张力下降并不显著,反而会造成产品成本上升,因此含氟表面活性剂用量选择2‑4wt%
为宜。
石墨用量达到2wt%及以上,依然具有良好的分散性,从而使得组合物样品的润滑性能随石
墨用量增大而逐渐上升。但通过实验发现,石墨用量大于1.5wt%时,组合物样品的润滑系数
降低率上升并不显著,因此石墨用量选择0.5‑1.5wt%为宜。
容器,以麦芽糖醇与蓖麻油酸的总质量计,加入0.6wt%催化剂SO4 /TiO2,140℃下恒温搅拌
2h,搅拌完成后降温至100℃保温2h,得所述蓖麻油酸麦芽糖醇酯。
的润滑系数降低率及起泡率,结果见表5。表5中,各组分对应数据为其重量百分比。
荧光白油润滑剂。
2‑
0.8wt%催化剂SO4 /TiO2,140℃下恒温搅拌3h,搅拌完成后降温至100℃保温2h,即得所述
蓖麻油酸麦芽糖醇酯。
泡剂2wt%,表面活性剂为含氟表面活性剂OBS和2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇的组合,以表面
活性剂总重量计,所述含氟表面活性剂OBS含量为4wt%、所述2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇含
量为96wt%,所述消泡剂为二甲基硅油。
2wt%,表面活性剂为含氟表面活性剂OBS和2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇的组合,以表面活性
剂总重量计,所述含氟表面活性剂OBS含量为4wt%、所述2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇含量为
96wt%,所述消泡剂为二甲基硅油。
剂2wt%,表面活性剂为含氟表面活性剂OBS和2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇的组合,以表面活
性剂总重量计,所述含氟表面活性剂OBS含量为4wt%、所述2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇含量
为96wt%,所述消泡剂为二甲基硅油。
2wt%,表面活性剂为含氟表面活性剂OBS和2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇的组合,以表面活性
剂总重量计,所述含氟表面活性剂OBS含量为4wt%、所述2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇含量为
96wt%,所述消泡剂为二甲基硅油。
明润滑剂的润滑系数降低率可达95%以上,表现出优异的润滑效果,并且本发明润滑剂起泡
率较低,综合性能优异。
2wt%,表面活性剂为含氟表面活性剂OBS和2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇的组合,以表面活性
剂总重量计,所述含氟表面活性剂OBS含量为4wt%、所述2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇含量为
96wt%,所述消泡剂为二甲基硅油。
4wt%,表面活性剂为含氟表面活性剂OBS和2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇的组合,以表面活性
剂总重量计,所述含氟表面活性剂OBS含量为2wt%、所述2,2,4‑三甲基‑1,3‑戊二醇含量为
98wt%,所述消泡剂为二甲基硅油。