石油钻井液用纯无荧光润滑剂.pdf

摘要
申请专利号：	CN200810020143.3	申请日：	20080327
公开号：	CN101250396B	公开日：	20110420
当前法律状态：		有效性：	失效
法律详情：
IPC分类号：	C09K8/035	主分类号：	C09K8/035
申请人：	合肥滨春化工科技有限公司
发明人：	凡宗和,杨映川,陈敏
地址：	230001 安徽省合肥市岳西路29号8幢108号
优先权：	CN200810020143A
专利代理机构：	合肥金安专利事务所	代理人：	金惠贞
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内容摘要

本发明涉及石油钻井液用纯无荧光润滑剂。解决了现有润滑剂不环保及存在荧光的问题。本发明润滑剂包括下列原料：植物油、15％氢氧化钠溶液、10％氢氧化钾溶液、熟石灰、3％羧甲基纤维素溶液、12.5-15％水解聚丙烯腈铵盐溶液、丙烯酸钙、丙烯酸钠、丙烯酰胺和水。本发明润滑剂产品不污染环境，易于生物降解，不腐蚀金属、不损坏密封材料，生产时无三废排出；该润滑剂属于纯无荧光产品，不干扰任何地质录井工作，对油气层的产能也持有相对的保护作用。

权利要求书

1.石油钻井液用纯无荧光润滑剂，其特征在于包括下列原料：植物油 400-500Kg15％氢氧化钠溶液 80-100Kg10％氢氧化钾溶液 40-60Kg熟石灰 22-26Kg3％羧甲基纤维素溶液 100-150Kg12.5-15％水解聚丙烯腈铵盐溶液 150-200Kg丙烯酸钙 6-9Kg丙烯酸钠 7.5-10Kg丙烯酰胺 5.5-9.5Kg水 100-200Kg；所述石油钻井液用纯无荧光润滑剂的制备方法包括下述步骤：将上述配方中的植物油加入容器内搅拌加温到43-46℃；边搅拌边加入10％氢氧化钾溶液和15％氢氧化钠溶液使植物油的PH值调至到9.8-11，得到植物油改性后的皂化物；植物油改性后的皂化物在43-46℃下搅拌120-160分钟，再加入3％羧甲基纤维素溶液使其植物油改性物得到初步乳化，得植物油乳化物；在另一反应釜中，加入丙烯酸钙、丙烯酸钠、丙烯酰胺、熟石灰原料，反应生成弹性聚合物液体；将上述反应生成的弹性聚合物液体加入到上述乳化物内，接着搅拌，搅拌时间40-60分钟，搅拌速度800-1200转/分；再按配方量加入12.5-15％水解聚丙烯腈铵盐溶液和水，搅拌20-30分钟，得到淡黄色或棕黄色粘稠状可自由流动的液体或膏状体润滑剂成品。 2.根据权利要求1所述的石油钻井液用纯无荧光润滑剂，其特征在于：所植物油为棉籽油或菜籽油。

说明书

技术领域

本发明涉及一种润滑剂，具体地说涉及石油钻井液用润滑剂。

背景技术

随着石油工业的不断发展和对环境保护意识的加强，一些新的石油钻井工艺，如定向井、水平井在钻井工程已逐步形成和完善。为了确保这些高难的石油勘探开发钻井工程的顺利进行，钻井液用的润滑剂在钻井过程中起着至关重要的作用，是保证钻井作业成功与否的关键。钻井液用的润滑剂目前大致可分为两大类：固体和液体。就液体而言，它的主要原料大都基于矿物油、釜残物、原油、沥青等多芳香烃的有机物，用这些原材料生产出的润滑剂第一干扰地质录井，第二不易生物降解，使用后对环境造成极度污染；另类植物油润滑剂在生产过程中也加了一定量含有苯环的表面活性剂来作为乳化剂，这些润滑剂在使用时往往会产生糊筛和起泡现象，给施工带来了很多麻烦。综述以上两类型的润滑剂都不同程度地存在一些问题。

发明内容

为了解决润滑剂环保及存在荧光的问题，本发明提供一种无毒、无荧光、极易生物降解的纯无荧光植物油润滑剂。

本发明的另一目的是提供一种石油勘探钻井无荧光润滑剂的制备方法。

具体的技术解决方案如下：

石油钻井液用纯无荧光润滑剂，其特征在于包括下列原料：

植物油 400-500

15％氢氧化钠溶液 80-100

10％氢氧化钾溶液 40-60

熟石灰 22-26

3％羧甲基纤维素溶液 100-150

12.5-15％水解聚丙烯腈铵盐溶液 150-200

丙烯酸钙 6-9

丙烯酸钠 7.5-10

丙烯酰胺 5.5-9.5

水 100-200。

所述植物油为棉籽油或菜籽油。

石油钻井液用纯无荧光润滑剂的制备方法包括下述步骤：

将上述配方中的植物油加入容器内搅拌加温到43-46℃

边搅拌边加10％氢氧化钾溶液和15％氢氧化钠溶液使其植物油的PH值调至到9.8-11，得到植物油改性后的皂化物；

植物油改性后的皂化物在43-46℃下搅拌120-160分钟，再加入3％羧甲基纤维素溶液使其植物油改性物得到初步乳化，得植物油乳化物；

在另一反应釜中，加入丙烯酸钙、丙烯酸钠、丙烯酰胺、熟石灰原料，反应生成的弹性聚合物液体；

将弹性液体加入到上述乳化物内，接着搅拌，搅拌时间40-60分钟，搅拌速度800-1200转/分；

再按配方量加入12.5-15％水解聚丙烯腈铵盐溶液和水，搅拌20-30分钟，得到淡黄色或棕黄色粘稠状可自由流动的液体或膏状体润滑剂成品。

本发明与其他现有钻井液用润滑剂相比有以下几大优点：

1、本发明原材料选择精确、来源充足，所制产品不污染环境，易于生物降解，不腐蚀金属、不损坏密封材料，生产时无三废排出。

2、本发明配方配伍性极好，适用于淡水钻井液和高矿化度钻井液，使用中对钻井液流变性能和常规性能无任何不良影响。不起泡、不糊筛，处理周期长，0.5-3％的加量均可以自由控制，具有非常好的热稳定性，分散性。溶解性非常优越，特别适合海洋钻井。

3、该润滑剂是植物油和大小分子聚合物多元共聚而成的，对泥岩、泥质岩有良好地包被抑制分散作用，其防塌性能良好。同时他的吸附基能牢固地吸附在粘土晶层的边缘和金属表面，形成致密的油膜，从而降低钻具与井壁的摩擦力，达到较佳的防塌、防卡保护钻具的特点。

4、本发明产品属于纯无荧光产品，不干扰任何地质录井工作，对油气层的产能也持有相对的保护作用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地说明。

本产品在江苏石油勘探局高15-1和高11-1两口定向井的使用中能够有效的反映出其润滑性强、配伍性好，不象其他同类产品如KD-21D等均发现起泡、糊筛等现象。高15-1是在泻洪区的一口井，使用的是无公害化的钻井液体系，该井最后的钻井液能够达到国家环境排放要求。在这两口井的使用中均能够清楚的看出当该产品的加量达到1.5％时，钻井液滑块式泥饼粘滞系数由原来的0.11降到0.06，比其他润滑剂由0.11降到0.09，能明显改变井下钻柱与井壁的摩擦阻力和转盘扭矩大等状况，有力确保井下安全。通过这两口井的施工能够具体的看出它的配伍性能好，这两口井的钻井液体系不同，所用的钻井液材料，在施工中单独加入该产品还是与其他钻井液材料复配加入，根据现场加入的前后性能对比完全可以看出它没有降低自身和其他材料的功用。没有像其他同类产品能引起其他药品结块难以流动、糊筛、放出气体发泡等现象。通过一九九三年至今十几年间已在几百口井上的现场使用均已受到用户的一至好评，用户已产生对该产品的使用依赖性。

实施例1：

取下列原料：植物油400Kg、15％氢氧化钠溶液80Kg、10％氢氧化钾溶液40Kg、熟石灰22Kg、3％羧甲基纤维素溶液100Kg、12.5-15％水解聚丙烯腈铵盐溶液150Kg、丙烯酸钙6Kg、丙烯酸钠7.5Kg、丙烯酰胺5.5Kg、水100Kg，制备石油钻井液用纯无荧光润滑剂，所得产品外观为粘稠液体，钻井液加量0.5％，摩阻系数降低率≥70％，扭矩降低率≥50％。

石油钻井液用纯无荧光润滑剂的制备方法包括下述步骤：

将上述配方中的植物油加入容器内搅拌加温到43-46℃；

边搅拌边加入10％氢氧化钾溶液和15％氢氧化钠溶液使其植物油的PH值调至到9.8，得到植物油改性后的皂化物；

植物油改性后的皂化物在43-46℃下搅拌120-160分钟，再加入3％羧甲基纤维素溶液使其植物油改性物得到初步乳化，得植物油乳化物；

在另一反应釜中，加入丙烯酸钙、丙烯酸钠、丙烯酰胺、熟石灰原料，反应生成的弹性聚合物液体；

将弹性液体加入到上述乳化物内，接着搅拌，搅拌时间40-60分钟，搅拌速度800-1200转/分；

再按配方量加入12.5-15％水解聚丙烯腈铵盐溶液和水，搅拌20-30分钟，得到淡黄色或棕黄色粘稠状可自由流动的液体或膏状体润滑剂成品。

实施例2：

取下列原料：植物油450Kg、15％氢氧化钠溶液90Kg、10％氢氧化钾溶液50Kg、熟石灰24Kg、3％羧甲基纤维素溶液130Kg、12.5-15％水解聚丙烯腈铵盐溶液180Kg、丙烯酸钙8Kg、丙烯酸钠9Kg、丙烯酰胺7.5Kg、水150Kg，制备石油钻井液用纯无荧光润滑剂，所得产品外观为粘稠液体，钻井液加量0.5％，摩阻系数降低率≥80％，扭矩降低率≥52％。

制备方法中边搅拌边加入10％氢氧化钾溶液和15％氢氧化钠溶液使其植物油的PH值调至到10.5，其它同实施例1。

实施例3：

取下列原料：植物油500Kg、15％氢氧化钠溶液100Kg、10％氢氧化钾溶液60Kg、熟石灰26Kg、3％羧甲基纤维素溶液150Kg、12.5-15％水解聚丙烯腈铵盐溶液200Kg、丙烯酸钙9Kg、丙烯酸钠10Kg、丙烯酰胺9.5Kg、水200Kg，制备石油钻井液用纯无荧光润滑剂，所得产品外观为粘稠液体，钻井液加量0.5％，摩阻系数降低率≥85％，扭矩降低率≥53％。

制备方法中边搅拌边加入10％氢氧化钾溶液和15％氢氧化钠溶液使其植物油的PH值调至到11，其它同实施例1。

资源描述

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1、(10)授权公告号 CN 101250396 B (45)授权公告日 2011.04.20 CN 101250396 B *CN101250396B* (21)申请号 200810020143.3 (22)申请日 2008.03.27 C09K 8/035(2006.01) (73)专利权人合肥滨春化工科技有限公司地址 230001 安徽省合肥市岳西路29号8幢 108 号 (72)发明人凡宗和杨映川陈敏 (74)专利代理机构合肥金安专利事务所 34114 代理人金惠贞 (54) 发明名称石油钻井液用纯无荧光润滑剂 (57) 摘要本发明涉及石油钻井液用纯无荧光润滑剂。解决了。

2、现有润滑剂不环保及存在荧光的问题。本发明润滑剂包括下列原料：植物油、 15氢氧化钠溶液、 10氢氧化钾溶液、熟石灰、 3羧甲基纤维素溶液、 12.5-15水解聚丙烯腈铵盐溶液、丙烯酸钙、丙烯酸钠、丙烯酰胺和水。本发明润滑剂产品不污染环境，易于生物降解，不腐蚀金属、不损坏密封材料，生产时无三废排出；该润滑剂属于纯无荧光产品，不干扰任何地质录井工作，对油气层的产能也持有相对的保护作用。 (51)Int.Cl. 审查员屠忻 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利权利要求书 1 页说明书 3 页 CN 101250396 B1/1 页。

3、2 1. 石油钻井液用纯无荧光润滑剂，其特征在于包括下列原料：植物油 400-500Kg 15氢氧化钠溶液 80-100Kg 10氢氧化钾溶液 40-60Kg 熟石灰 22-26Kg 3羧甲基纤维素溶液 100-150Kg 12.5-15水解聚丙烯腈铵盐溶液 150-200Kg 丙烯酸钙 6-9Kg 丙烯酸钠 7.5-10Kg 丙烯酰胺 5.5-9.5Kg 水 100-200Kg ；所述石油钻井液用纯无荧光润滑剂的制备方法包括下述步骤：将上述配方中的植物油加入容器内搅拌加温到 43-46 ；边搅拌边加入 10氢氧化钾溶液和 15氢氧化钠溶液使植物油的 PH 值调至到 9.8-11，。

4、得到植物油改性后的皂化物；植物油改性后的皂化物在 43-46下搅拌 120-160 分钟，再加入 3羧甲基纤维素溶液使其植物油改性物得到初步乳化，得植物油乳化物；在另一反应釜中，加入丙烯酸钙、丙烯酸钠、丙烯酰胺、熟石灰原料，反应生成弹性聚合物液体；将上述反应生成的弹性聚合物液体加入到上述乳化物内，接着搅拌，搅拌时间 40-60 分钟，搅拌速度 800-1200 转 / 分；再按配方量加入 12.5-15水解聚丙烯腈铵盐溶液和水，搅拌 20-30 分钟，得到淡黄色或棕黄色粘稠状可自由流动的液体或膏状体润滑剂成品。 2. 根据权利要求 1 所述的石油钻井液用纯无荧光润滑剂，其。

5、特征在于：所植物油为棉籽油或菜籽油。权利要求书 CN 101250396 B1/3 页 3 石油钻井液用纯无荧光润滑剂技术领域 0001 本发明涉及一种润滑剂，具体地说涉及石油钻井液用润滑剂。背景技术 0002 随着石油工业的不断发展和对环境保护意识的加强，一些新的石油钻井工艺，如定向井、水平井在钻井工程已逐步形成和完善。为了确保这些高难的石油勘探开发钻井工程的顺利进行，钻井液用的润滑剂在钻井过程中起着至关重要的作用，是保证钻井作业成功与否的关键。钻井液用的润滑剂目前大致可分为两大类：固体和液体。就液体而言，它的主要原料大都基于矿物油、釜残物、原油、沥青等多芳。

6、香烃的有机物，用这些原材料生产出的润滑剂第一干扰地质录井，第二不易生物降解，使用后对环境造成极度污染；另类植物油润滑剂在生产过程中也加了一定量含有苯环的表面活性剂来作为乳化剂，这些润滑剂在使用时往往会产生糊筛和起泡现象，给施工带来了很多麻烦。综述以上两类型的润滑剂都不同程度地存在一些问题。发明内容 0003 为了解决润滑剂环保及存在荧光的问题，本发明提供一种无毒、无荧光、极易生物降解的纯无荧光植物油润滑剂。 0004 本发明的另一目的是提供一种石油勘探钻井无荧光润滑剂的制备方法。 0005 具体的技术解决方案如下： 0006 石油钻井液用纯无荧光润滑剂，其特征在于包括下列原料。

7、： 0007 植物油 400-500 0008 15氢氧化钠溶液 80-100 0009 10氢氧化钾溶液 40-60 0010 熟石灰 22-26 0011 3羧甲基纤维素溶液 100-150 0012 12.5-15水解聚丙烯腈铵盐溶液 150-200 0013 丙烯酸钙 6-9 0014 丙烯酸钠 7.5-10 0015 丙烯酰胺 5.5-9.5 0016 水 100-200。 0017 所述植物油为棉籽油或菜籽油。 0018 石油钻井液用纯无荧光润滑剂的制备方法包括下述步骤： 0019 将上述配方中的植物油加入容器内搅拌加温到 43-46 0020 边搅拌边加 10氢氧化钾溶液和。

8、15氢氧化钠溶液使其植物油的 PH 值调至到 9.8-11，得到植物油改性后的皂化物； 0021 植物油改性后的皂化物在 43-46下搅拌 120-160 分钟，再加入 3羧甲基纤维说明书 CN 101250396 B2/3 页 4 素溶液使其植物油改性物得到初步乳化，得植物油乳化物； 0022 在另一反应釜中，加入丙烯酸钙、丙烯酸钠、丙烯酰胺、熟石灰原料，反应生成的弹性聚合物液体； 0023 将弹性液体加入到上述乳化物内，接着搅拌，搅拌时间 40-60 分钟，搅拌速度 800-1200 转 / 分； 0024 再按配方量加入 12.5-15水解聚丙烯腈铵盐溶液和水，搅拌 20。

9、-30 分钟，得到淡黄色或棕黄色粘稠状可自由流动的液体或膏状体润滑剂成品。 0025 本发明与其他现有钻井液用润滑剂相比有以下几大优点： 0026 1、本发明原材料选择精确、来源充足，所制产品不污染环境，易于生物降解，不腐蚀金属、不损坏密封材料，生产时无三废排出。 0027 2、本发明配方配伍性极好，适用于淡水钻井液和高矿化度钻井液，使用中对钻井液流变性能和常规性能无任何不良影响。不起泡、不糊筛，处理周期长，0.5-3的加量均可以自由控制，具有非常好的热稳定性，分散性。溶解性非常优越，特别适合海洋钻井。 0028 3、该润滑剂是植物油和大小分子聚合物多元共聚而成的，对泥岩、泥质。

10、岩有良好地包被抑制分散作用，其防塌性能良好。同时他的吸附基能牢固地吸附在粘土晶层的边缘和金属表面，形成致密的油膜，从而降低钻具与井壁的摩擦力，达到较佳的防塌、防卡保护钻具的特点。 0029 4、本发明产品属于纯无荧光产品，不干扰任何地质录井工作，对油气层的产能也持有相对的保护作用。具体实施方式 0030 下面结合实施例对本发明作进一步地说明。 0031 本产品在江苏石油勘探局高 15-1 和高 11-1 两口定向井的使用中能够有效的反映出其润滑性强、配伍性好，不象其他同类产品如 KD-21D 等均发现起泡、糊筛等现象。高 15-1 是在泻洪区的一口井，使用的是无公害化的钻井液。

11、体系，该井最后的钻井液能够达到国家环境排放要求。在这两口井的使用中均能够清楚的看出当该产品的加量达到 1.5时，钻井液滑块式泥饼粘滞系数由原来的 0.11 降到 0.06，比其他润滑剂由 0.11 降到 0.09，能明显改变井下钻柱与井壁的摩擦阻力和转盘扭矩大等状况，有力确保井下安全。通过这两口井的施工能够具体的看出它的配伍性能好，这两口井的钻井液体系不同，所用的钻井液材料，在施工中单独加入该产品还是与其他钻井液材料复配加入，根据现场加入的前后性能对比完全可以看出它没有降低自身和其他材料的功用。没有像其他同类产品能引起其他药品结块难以流动、糊筛、放出气体发泡等现象。通过一九。

12、九三年至今十几年间已在几百口井上的现场使用均已受到用户的一至好评，用户已产生对该产品的使用依赖性。 0032 实施例 1 ： 0033 取下列原料：植物油 400Kg、15氢氧化钠溶液 80Kg、10氢氧化钾溶液 40Kg、熟石灰 22Kg、3羧甲基纤维素溶液 100Kg、12.5-15水解聚丙烯腈铵盐溶液 150Kg、丙烯酸钙 6Kg、丙烯酸钠 7.5Kg、丙烯酰胺 5.5Kg、水 100Kg，制备石油钻井说明书 CN 101250396 B3/3 页 5 液用纯无荧光润滑剂，所得产品外观为粘稠液体，钻井液加量 0.5，摩阻系数降低率 70，扭矩降低率 50。 0034 石油钻井。

13、液用纯无荧光润滑剂的制备方法包括下述步骤： 0035 将上述配方中的植物油加入容器内搅拌加温到 43-46 ； 0036 边搅拌边加入 10氢氧化钾溶液和 15氢氧化钠溶液使其植物油的 PH 值调至到 9.8，得到植物油改性后的皂化物； 0037 植物油改性后的皂化物在 43-46下搅拌 120-160 分钟，再加入 3羧甲基纤维素溶液使其植物油改性物得到初步乳化，得植物油乳化物； 0038 在另一反应釜中，加入丙烯酸钙、丙烯酸钠、丙烯酰胺、熟石灰原料，反应生成的弹性聚合物液体； 0039 将弹性液体加入到上述乳化物内，接着搅拌，搅拌时间 40-60 分钟，搅拌速度 800-12。

14、00 转 / 分； 0040 再按配方量加入 12.5-15水解聚丙烯腈铵盐溶液和水，搅拌 20-30 分钟，得到淡黄色或棕黄色粘稠状可自由流动的液体或膏状体润滑剂成品。 0041 实施例 2 ： 0042 取下列原料：植物油 450Kg、15氢氧化钠溶液 90Kg、10氢氧化钾溶液 50Kg、熟石灰 24Kg、3羧甲基纤维素溶液 130Kg、12.5-15水解聚丙烯腈铵盐溶液 180Kg、丙烯酸钙 8Kg、丙烯酸钠 9Kg、丙烯酰胺 7.5Kg、水 150Kg，制备石油钻井液用纯无荧光润滑剂，所得产品外观为粘稠液体，钻井液加量 0.5，摩阻系数降低率 80，扭矩降低率 52。 00。

15、43 制备方法中边搅拌边加入 10氢氧化钾溶液和 15氢氧化钠溶液使其植物油的 PH 值调至到 10.5，其它同实施例 1。 0044 实施例 3 ： 0045 取下列原料：植物油 500Kg、15氢氧化钠溶液 100Kg、10氢氧化钾溶液 60Kg、熟石灰 26Kg、3羧甲基纤维素溶液 150Kg、12.5-15水解聚丙烯腈铵盐溶液 200Kg、丙烯酸钙 9Kg、丙烯酸钠 10Kg、丙烯酰胺 9.5Kg、水 200Kg，制备石油钻井液用纯无荧光润滑剂，所得产品外观为粘稠液体，钻井液加量 0.5，摩阻系数降低率 85，扭矩降低率 53。 0046 制备方法中边搅拌边加入 10氢氧化钾溶液和 15氢氧化钠溶液使其植物油的 PH 值调至到 11，其它同实施例 1。说明书。

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