一种钻井液用抗高温润滑剂及其制备方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201810407333.4

申请日:

20180502

公开号:

CN108690576A

公开日:

20181023

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

C09K8/035

主分类号:

C09K8/035

申请人:

中国石油大学(华东),中石化胜利石油工程有限公司

发明人:

宿振国,王瑞和

地址:

257000 山东省东营市东营区北二路271号

优先权:

CN201810407333A

专利代理机构:

东营双桥专利代理有限责任公司

代理人:

侯华颂;李勇

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内容摘要

本发明涉及一种钻井液用抗高温润滑剂,包括生物柴油、白油或柴油66~89重量份、二烷基二硫代磷酸锌5~15重量份、氮化硼3~10重量份、乳化剂2~5重量份、分散剂1~4重量份。其制备方法包括:利用硅烷偶联剂对二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼改性、煅烧处理;在常温下将处理后的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入生物柴油、白油或柴油中,低速搅拌混合;加入分散剂,高速搅拌混合;升温至80~90℃、在高速搅拌下加入乳化剂;最后低速搅拌即得到所述钻井液用抗高温润滑剂。本发明具有较好的抗高温性能和润滑性能,同时能够在一定程度上降低钻井液的滤失量,维护井壁的稳定,具有较好的环境保护特性,对钻井液和环境污染小。

权利要求书

1.一种钻井液用抗高温润滑剂,其特征是包含以下组分:生物柴油、白油或柴油66~89重量份、二烷基二硫代磷酸锌5~15重量份、氮化硼3~10重量份、乳化剂2~5重量份、分散剂1~4重量份。 2.根据权利要求1所述的钻井液用抗高温润滑剂,其特征是:所述乳化剂为司盘-20、司盘-80、吐温-20、吐温-80中的一种或几种。 3.根据权利要求1或2所述的钻井液用抗高温润滑剂,其特征在于:所述分散剂为OP-10、十二烷基苯磺酸钠的一种或两种的组合物。 4.一种权利要求1或2所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法,其特征是包括以下步骤:(1)利用硅烷偶联剂对二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼改性,然后,在氩气气氛、280℃~300℃下,对改性的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼混合后进行煅烧;(2)在常温下,将步骤(1)处理后的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入生物柴油、白油或柴油中,低速搅拌至混合均匀;(3)加入分散剂,高速搅拌至混合均匀;(4)升温至80~90℃加热步骤(3)中得到的混合物,在高速搅拌下逐渐加入乳化剂;(5)加完乳化剂后再低速搅拌20min~30min,即得到所述钻井液用抗高温润滑剂。 5.根据权利要求4所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法,其特征是所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种的组合物。 6.根据权利要求4所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法,其特征是所述步骤(2)和(3)中的搅拌是利用磁力搅拌器进行的。 7.一种权利要求3所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法,其特征是包括以下步骤:(1)利用硅烷偶联剂对二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼改性,然后,在氩气气氛、280℃~300℃下,对改性的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼混合后进行煅烧;(2)在常温下,将步骤(1)处理后的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入生物柴油、白油或柴油中,低速搅拌至混合均匀;(3)加入分散剂,高速搅拌至混合均匀;(4)升温至80~90℃加热步骤(3)中得到的混合物,在高速搅拌下逐渐加入乳化剂;(5)加完乳化剂后再低速搅拌20min~30min,即得到所述钻井液用抗高温润滑剂。 8.根据权利要求7所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法,其特征是所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种的组合物。 9.根据权利要求7所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法,其特征是所述步骤(2)和(3)中的搅拌是利用磁力搅拌器进行的。

说明书

技术领域

本发明涉及石油钻井用化工材料技术领域,特别涉及一种钻井液用抗高温润滑剂及其制备方法。

背景技术

钻井液润滑剂是一种重要的钻井液化学处理剂。它的作用是改善钻井液润滑性,降低井壁与钻具(或套管)之间的摩擦,降低钻柱旋转扭矩和起下钻阻力,从而减少卡钻事故的发生。近年来,由于钻井技术的发展,钻井液润滑性能日益受到重视。但是目前品种少,性能差,特别是在海水钻井液中摩擦系数降低率低,环保性能还有待提高。

氮化硼具有抗化学侵蚀性质,不被无机酸和水侵蚀。在热浓碱中硼氮键被断开。碳化硼的大部分性能比碳素材料更优。氮化硼摩擦系数很低、高温稳定性很好、耐热震性很好、强度很高、导热系数很高、膨胀系数较低、电阻率很大、耐腐蚀、可透微波或透红外线。在工业上常作为高温固体润滑剂,挤压抗磨添加剂,生产陶瓷复合材料的添加剂,耐火材料和抗氧化添加剂,尤其抗熔融金属腐蚀的场合,热增强添加剂、耐高温的绝缘材料。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的问题,提供一种具有较好的抗高温性能和润滑性能,同时能够在一定程度上降低钻井液的滤失量,维护井壁的稳定,具有较好的环境保护特性,对钻井液和环境污染小的钻井液用抗高温润滑剂及制备方法。

为了达到本发明的目的,本发明提供了以下技术方案:

本发明首先提供了一种钻井液用抗高温润滑剂,一种钻井液用抗高温润滑剂,包含以下组分:

生物柴油、白油或柴油 66~89重量份、二烷基二硫代磷酸锌5~15重量份、氮化硼3~10重量份、乳化剂2~5 重量份、分散剂1~4重量份。

所述乳化剂为司盘-20(山梨糖醇酐单月桂酸酯)、司盘-80(山梨醇酐单油酸酯)、吐温-20(聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯)、吐温-80(聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯)中的一种或几种。

所述分散剂为OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)、十二烷基苯磺酸钠的一种或两种的组合物。

本发明同时还提供了所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)利用硅烷偶联剂对二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼改性,然后,在氩气气氛、280℃~300℃下,对改性的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼混合后进行煅烧;

(2)在常温下,将步骤(1)处理后的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入生物柴油、白油或柴油中,低速搅拌至混合均匀;

(3)加入分散剂,高速搅拌至混合均匀;

(4)升温至80~90℃加热步骤(3)中得到的混合物,在高速搅拌下逐渐加入乳化剂;

(5)加完乳化剂后再低速搅拌20 min~30min,即得到所述钻井液用抗高温润滑剂。

所述硅烷偶联剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)或γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)中的一种或两种的组合物。

所述步骤(2)和(3)中的搅拌是利用磁力搅拌器进行的。

本发明具有如下优点:

本发明具有较好的抗高温性能和润滑性能,可在深井中长时间发挥润滑作用,大幅降低大斜度井摩阻和扭矩,同时能够在一定程度上降低钻井液的滤失量,维护井壁的稳定,还具有较好的环境保护特性,对钻井液和环境污染较小。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行详细说明,但本发明的范围并不限于以下实施例。

实施例1

本实施例中钻井液用抗高温润滑剂以100重量份包括以下组分:

生物柴油 66重量份;

二烷基二硫代磷酸锌 15重量份;

氮化硼 10重量份

乳化剂 5 重量份;

分散剂 4重量份。

钻井液用抗高温润滑剂制备步骤如下:

首先,利用KH-560(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)对二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼改性。然后,在氩气氛、280℃下,对改性的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼混合后进行煅烧。

在常温下,处理后的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入生物柴油中,利用磁力搅拌器低速搅拌,至混合均匀,之后加入十二烷基苯磺酸钠,利用磁力搅拌器高速搅拌至混合均匀,然后加热混合物,升温至90℃,在高速搅拌下逐渐加入司盘-80,加完后再低速搅拌30min,即得到所述钻井液用抗高温润滑剂。

实施例2

本实施例中钻井液用抗高温润滑剂以100重量份包括以下组分:

白油 78重量份;

二烷基二硫代磷酸锌 10重量份;

氮化硼 6重量份;

乳化剂 3 重量份;

分散剂 3重量份。

钻井液用抗高温润滑剂制备步骤如下:

首先,利用KH-560(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)对二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼改性。然后,在氩气氛、280℃下,对改性的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼混合后进行煅烧。

在常温下,处理后的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入白油中,利用磁力搅拌器低速搅拌,至混合均匀,之后加入OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚),利用磁力搅拌器高速搅拌至混合均匀,然后加热混合物,升温至80℃,在高速搅拌下逐渐加入司盘-80,加完后再低速搅拌20min,即得到所述钻井液用抗高温润滑剂。

实施例3

本实施例中钻井液用抗高温润滑剂以100重量份包括以下组分:

柴油 89重量份;

二烷基二硫代磷酸锌 5重量份;

氮化硼 3重量份

乳化剂 2 重量份;

分散剂 1重量份。

钻井液用抗高温润滑剂制备步骤如下:

首先,利用KH-550(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)对二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼改性。然后,在氩气氛、300℃下,对改性的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼混合后进行煅烧。

在常温下,处理后的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入柴油中,利用磁力搅拌器低速搅拌,至混合均匀,之后加入OP-10,利用磁力搅拌器高速搅拌至混合均匀,然后加热混合物,升温至85℃,在高速搅拌下逐渐加入吐温-80,加完后再低速搅拌30min,即得到所述钻井液用抗高温润滑剂。

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一种钻井液用抗高温润滑剂及其制备方法.pdf_第2页
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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810407333.4 (22)申请日 2018.05.02 (71)申请人 中国石油大学 (华东) 地址 257000 山东省东营市东营区北二路 271号 申请人 中石化胜利石油工程有限公司 (72)发明人 宿振国王瑞和 (74)专利代理机构 东营双桥专利代理有限责任 公司 37107 代理人 侯华颂李勇 (51)Int.Cl. C09K 8/035(2006.01) (54)发明名称 一种钻井液用抗高温润滑剂及其制备方法 (57)摘要 本发明涉及一种钻井液用抗高温润滑剂。

2、, 包 括生物柴油、 白油或柴油6689重量份、 二烷基二 硫代磷酸锌515重量份、 氮化硼310重量份、 乳 化剂25重量份、 分散剂14重量份。 其制备方法 包括: 利用硅烷偶联剂对二烷基二硫代磷酸锌和 氮化硼改性、 煅烧处理; 在常温下将处理后的二 烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入生物柴油、 白油 或柴油中, 低速搅拌混合; 加入分散剂, 高速搅拌 混合; 升温至8090、 在高速搅拌下加入乳化 剂; 最后低速搅拌即得到所述钻井液用抗高温润 滑剂。 本发明具有较好的抗高温性能和润滑性 能, 同时能够在一定程度上降低钻井液的滤失 量, 维护井壁的稳定, 具有较好的环境保护特性, 对钻井液和环境。

3、污染小。 权利要求书1页 说明书3页 CN 108690576 A 2018.10.23 CN 108690576 A 1.一种钻井液用抗高温润滑剂, 其特征是包含以下组分: 生物柴油、 白油或柴油 6689重量份、 二烷基二硫代磷酸锌515重量份、 氮化硼310重 量份、 乳化剂25 重量份、 分散剂14重量份。 2.根据权利要求1所述的钻井液用抗高温润滑剂, 其特征是: 所述乳化剂为司盘-20、 司 盘-80、 吐温-20、 吐温-80中的一种或几种。 3.根据权利要求1或2所述的钻井液用抗高温润滑剂, 其特征在于: 所述分散剂为OP- 10、 十二烷基苯磺酸钠的一种或两种的组合物。 4.。

4、一种权利要求1或2所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法, 其特征是包括以下步 骤: (1) 利用硅烷偶联剂对二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼改性, 然后, 在氩气气氛、 280 300下, 对改性的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼混合后进行煅烧; (2) 在常温下, 将步骤 (1) 处理后的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入生物柴油、 白油 或柴油中, 低速搅拌至混合均匀; (3) 加入分散剂, 高速搅拌至混合均匀; (4) 升温至8090加热步骤 (3) 中得到的混合物, 在高速搅拌下逐渐加入乳化剂; (5) 加完乳化剂后再低速搅拌20 min30min, 即得到所述钻井液用抗高温润滑剂。 5.根据权利要求4。

5、所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法, 其特征是所述硅烷偶联剂 为-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种的组合 物。 6.根据权利要求4所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法, 其特征是所述步骤 (2) 和 (3) 中的搅拌是利用磁力搅拌器进行的。 7.一种权利要求3所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法, 其特征是包括以下步骤: (1) 利用硅烷偶联剂对二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼改性, 然后, 在氩气气氛、 280 300下, 对改性的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼混合后进行煅烧; (2) 在常温下, 将步骤 (1) 处理后的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入生物柴油、 白油 或柴。

6、油中, 低速搅拌至混合均匀; (3) 加入分散剂, 高速搅拌至混合均匀; (4) 升温至8090加热步骤 (3) 中得到的混合物, 在高速搅拌下逐渐加入乳化剂; (5) 加完乳化剂后再低速搅拌20 min30min, 即得到所述钻井液用抗高温润滑剂。 8.根据权利要求7所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法, 其特征是所述硅烷偶联剂 为-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种的组合 物。 9.根据权利要求7所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法, 其特征是所述步骤 (2) 和 (3) 中的搅拌是利用磁力搅拌器进行的。 权利要求书 1/1 页 2 CN 108690576 A 。

7、2 一种钻井液用抗高温润滑剂及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及石油钻井用化工材料技术领域, 特别涉及一种钻井液用抗高温润滑剂 及其制备方法。 背景技术 0002 钻井液润滑剂是一种重要的钻井液化学处理剂。 它的作用是改善钻井液润滑性, 降低井壁与钻具 (或套管) 之间的摩擦, 降低钻柱旋转扭矩和起下钻阻力, 从而减少卡钻事 故的发生。 近年来, 由于钻井技术的发展, 钻井液润滑性能日益受到重视。 但是目前品种少, 性能差, 特别是在海水钻井液中摩擦系数降低率低, 环保性能还有待提高。 0003 氮化硼具有抗化学侵蚀性质, 不被无机酸和水侵蚀。 在热浓碱中硼氮键被断开。 碳 化硼的大部。

8、分性能比碳素材料更优。 氮化硼摩擦系数很低、 高温稳定性很好、 耐热震性很 好、 强度很高、 导热系数很高、 膨胀系数较低、 电阻率很大、 耐腐蚀、 可透微波或透红外线。 在 工业上常作为高温固体润滑剂, 挤压抗磨添加剂, 生产陶瓷复合材料的添加剂, 耐火材料和 抗氧化添加剂, 尤其抗熔融金属腐蚀的场合, 热增强添加剂、 耐高温的绝缘材料。 发明内容 0004 本发明的目的就是针对现有技术存在的问题, 提供一种具有较好的抗高温性能和 润滑性能, 同时能够在一定程度上降低钻井液的滤失量, 维护井壁的稳定, 具有较好的环境 保护特性, 对钻井液和环境污染小的钻井液用抗高温润滑剂及制备方法。 000。

9、5 为了达到本发明的目的, 本发明提供了以下技术方案: 本发明首先提供了一种钻井液用抗高温润滑剂, 一种钻井液用抗高温润滑剂, 包含以 下组分: 生物柴油、 白油或柴油 6689重量份、 二烷基二硫代磷酸锌515重量份、 氮化硼310重 量份、 乳化剂25 重量份、 分散剂14重量份。 0006 所述乳化剂为司盘-20 (山梨糖醇酐单月桂酸酯) 、 司盘-80 (山梨醇酐单油酸酯) 、 吐温-20 (聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯) 、 吐温-80 (聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯) 中的 一种或几种。 0007 所述分散剂为OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)、 十二烷基苯磺酸钠的一种或两种的组 合物。。

10、 0008 本发明同时还提供了所述钻井液用抗高温润滑剂的制备方法, 包括以下步骤: (1) 利用硅烷偶联剂对二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼改性, 然后, 在氩气气氛、 280 300下, 对改性的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼混合后进行煅烧; (2) 在常温下, 将步骤 (1) 处理后的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入生物柴油、 白油 或柴油中, 低速搅拌至混合均匀; (3) 加入分散剂, 高速搅拌至混合均匀; (4) 升温至8090加热步骤 (3) 中得到的混合物, 在高速搅拌下逐渐加入乳化剂; 说明书 1/3 页 3 CN 108690576 A 3 (5) 加完乳化剂后再低速搅拌20 min30m。

11、in, 即得到所述钻井液用抗高温润滑剂。 0009 所述硅烷偶联剂为-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 (KH-560) 或-氨丙基三 乙氧基硅烷 (KH-550) 中的一种或两种的组合物。 0010 所述步骤 (2) 和 (3) 中的搅拌是利用磁力搅拌器进行的。 本发明具有如下优点: 本发明具有较好的抗高温性能和润滑性能, 可在深井中长时间发挥润滑作用, 大幅降 低大斜度井摩阻和扭矩, 同时能够在一定程度上降低钻井液的滤失量, 维护井壁的稳定, 还 具有较好的环境保护特性, 对钻井液和环境污染较小。 具体实施方式 0011 以下结合实施例对本发明进行详细说明, 但本发明的范围并不限于以下实施例。。

12、 0012 实施例1 本实施例中钻井液用抗高温润滑剂以100重量份包括以下组分: 生物柴油 66重量份; 二烷基二硫代磷酸锌 15重量份; 氮化硼 10重量份 乳化剂 5 重量份; 分散剂 4重量份。 0013 钻井液用抗高温润滑剂制备步骤如下: 首先, 利用KH-560 (-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷) 对二烷基二硫代磷酸锌和氮 化硼改性。 然后, 在氩气氛、 280下, 对改性的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼混合后进行煅 烧。 0014 在常温下, 处理后的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入生物柴油中, 利用磁力搅 拌器低速搅拌, 至混合均匀, 之后加入十二烷基苯磺酸钠, 利用磁力搅拌器高速搅拌。

13、至混合 均匀, 然后加热混合物, 升温至90, 在高速搅拌下逐渐加入司盘-80, 加完后再低速搅拌 30min, 即得到所述钻井液用抗高温润滑剂。 0015 实施例2 本实施例中钻井液用抗高温润滑剂以100重量份包括以下组分: 白油 78重量份; 二烷基二硫代磷酸锌 10重量份; 氮化硼 6重量份; 乳化剂 3 重量份; 分散剂 3重量份。 0016 钻井液用抗高温润滑剂制备步骤如下: 首先, 利用KH-560 (-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷) 对二烷基二硫代磷酸锌和氮 化硼改性。 然后, 在氩气氛、 280下, 对改性的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼混合后进行煅 烧。 0017 在常温下, 处。

14、理后的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入白油中, 利用磁力搅拌器 低速搅拌, 至混合均匀, 之后加入OP-10 (烷基酚聚氧乙烯醚) , 利用磁力搅拌器高速搅拌至 说明书 2/3 页 4 CN 108690576 A 4 混合均匀, 然后加热混合物, 升温至80, 在高速搅拌下逐渐加入司盘-80, 加完后再低速搅 拌20min, 即得到所述钻井液用抗高温润滑剂。 0018 实施例3 本实施例中钻井液用抗高温润滑剂以100重量份包括以下组分: 柴油 89重量份; 二烷基二硫代磷酸锌 5重量份; 氮化硼 3重量份 乳化剂 2 重量份; 分散剂 1重量份。 0019 钻井液用抗高温润滑剂制备步骤如下: 首先, 利用KH-550 (-氨丙基三乙氧基硅烷) 对二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼改性。 然 后, 在氩气氛、 300下, 对改性的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼混合后进行煅烧。 0020 在常温下, 处理后的二烷基二硫代磷酸锌和氮化硼加入柴油中, 利用磁力搅拌器 低速搅拌, 至混合均匀, 之后加入OP-10, 利用磁力搅拌器高速搅拌至混合均匀, 然后加热混 合物, 升温至85, 在高速搅拌下逐渐加入吐温-80, 加完后再低速搅拌30min, 即得到所述 钻井液用抗高温润滑剂。 说明书 3/3 页 5 CN 108690576 A 5 。

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