本發(fā)明屬于石油鉆井液用，涉及一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，化石能源的消耗日漸增加，淺層油氣田日漸枯竭，深層油氣田開發(fā)日漸增益。然而在水平井、超深井等復(fù)雜油氣田開發(fā)中常常遇到井塌、卡鉆等復(fù)雜事故。

2、經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)潤滑劑能有效降低鉆具在鉆探過程中的潤滑系數(shù)。同時現(xiàn)有的動植物潤滑劑、醇類潤滑油如甘油三酸脂、聚乙二醇等只在相對較低的溫度和載荷下才有較好的潤滑性能，在高溫、極壓條件下潤滑性能較差；高溫餾分的礦物潤滑劑在高溫和極壓條件下有較好的潤滑性能，但是其不易分解、對環(huán)境污染較大也不適合用于油氣田開發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。

3、隨著科研水平的不斷進(jìn)步，合成潤滑油逐漸走進(jìn)人們的視野。合成潤滑油的毒性較低，在環(huán)境中可被微生物分解為低毒性有機(jī)物，但是目前合成潤滑油中使用的普通液體潤滑劑難以滿足大位移水平段井、定向井等復(fù)雜工藝井的鉆探技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：提供了一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑，解決了目前普通液體潤滑劑難以滿足大位移水平段井、定向井等復(fù)雜工藝井的鉆探技術(shù)難題的問題。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑，所述1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑為化學(xué)結(jié)構(gòu)式ⅰ所示的化合物；化學(xué)結(jié)構(gòu)式ⅰ為：

4、

5、其中，r1為氨基或氨基衍生物。

6、本發(fā)明制備的鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑以含孤對電子的n、s、o元素的官能團(tuán)作為物理吸附基團(tuán)，在鉆探過程中與金屬鉆具和巖石形成一層物理吸附膜，在極壓條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成高強(qiáng)度化學(xué)反應(yīng)膜，以減緩在鉆探過程中對鉆具的腐蝕，延長鉆具使用壽命。

7、進(jìn)一步地，所述氨基衍生物為硫脲、硫代甲酰二肼、硫代乙酰胺、乙二醛二硫代縮氨基脲中的任意一種。

8、一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑的制備方法，包括以下步驟：

9、步驟1、獲取原料：所述原料包括以下重量份數(shù)的組分：24份丙烯酸月桂醇酯，10～20份亞硫酸氫鈉，8份去離子水，12份1,4-二氧六環(huán)，10份過氧苯甲酸叔丁酯，10份氯化鐵，12份三乙胺，30份氯化亞砜，40份n,n-二甲基甲酰胺，4～30份含有r1的物質(zhì)；

10、步驟2、制備中間體a：將8份去離子水、12份1,4-二氧六環(huán)、24份丙烯酸月桂醇酯、10～20份亞硫酸氫鈉以及10份過氧苯甲酸叔丁酯、10份氯化鐵攪拌混合均勻后反應(yīng)20h，反應(yīng)結(jié)束干燥得到中間體a，所述中間體a為1-磺酸丙酸月桂醇酯；

11、步驟3、制備中間體b：將32份中間體a、30份氯化亞砜、12份三乙胺、20份n,n-二甲基甲酰胺在10℃條件下反應(yīng)5h干燥后得到中間體b，所述中間體b為1-磺酰氯丙酸月桂醇酯；

12、步驟4、制備產(chǎn)品c：將34份中間體b、4～30份含有r1的物質(zhì)、20份n,n-二甲基甲酰胺混合均勻后水浴反應(yīng)6h后，去除溶劑得到產(chǎn)品c，所述產(chǎn)品c為化學(xué)結(jié)構(gòu)式ⅰ所示的化合物，即為1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑。

13、進(jìn)一步地，所述步驟2中的反應(yīng)條件為50℃的無氧環(huán)境。

14、進(jìn)一步地，步驟2中先將8份去離子水、12份1,4-二氧六環(huán)、24份丙烯酸月桂醇酯與10份過氧苯甲酸叔丁酯、10份氯化鐵混合均勻后再加入10～20份亞硫酸氫鈉，再次均勻混合后反應(yīng)20h。

15、進(jìn)一步地，所述含有r1的物質(zhì)為濃氨水或硫代甲酰二肼或硫代乙酰胺或乙二醛二硫代縮氨基脲或硫脲。

16、進(jìn)一步地，所述步驟4的具體步驟為：先將34份中間體b、20份n,n-二甲基甲酰胺混合均勻后在25℃水浴條件下采用恒壓漏斗將中間體b及n,n-二甲基甲酰胺混合物逐滴緩慢滴加入含有r1的物質(zhì)中，再水浴反應(yīng)6h，除去溶劑后得到產(chǎn)品c，所述產(chǎn)品c為化學(xué)結(jié)構(gòu)式ⅰ所示的化合物，即為1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑。

17、進(jìn)一步地，所述原料包括以下重量份數(shù)的組分：24份丙烯酸月桂醇酯，15份亞硫酸氫鈉，8份去離子水，12份1,4-二氧六環(huán)，10份過氧苯甲酸叔丁酯，10份氯化鐵，12份三乙胺，30份氯化亞砜，40份n,n-二甲基甲酰胺，15份含有r1的物質(zhì)，所述氯化亞砜為二氯亞砜，所述含有r1的物質(zhì)為硫代甲酰二肼。

18、一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑的應(yīng)用，所述1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑在添加基礎(chǔ)油的情況下與鉆井液進(jìn)行復(fù)配用于油氣田鉆探行業(yè)。

19、綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

20、1.本發(fā)明一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑以含孤對電子的n、s、o元素的官能團(tuán)作為物理吸附基團(tuán)，在鉆探過程中與金屬鉆具和巖石形成一層物理吸附膜，在極壓條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成高強(qiáng)度化學(xué)反應(yīng)膜，以減緩在鉆探過程中對鉆具的腐蝕，延長鉆具使用壽命，可以滿足大位移水平段井、定向井等復(fù)雜工藝井的鉆探技術(shù)難題。

21、2.本發(fā)明一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑的制備方法得到的潤滑劑的極壓潤滑系數(shù)降低率高達(dá)95％，泥餅黏附系數(shù)降低率高達(dá)70％，指標(biāo)均高于市售極壓潤滑劑，表明其潤滑性能優(yōu)異。

技術(shù)特征：

1.一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑，其特征在于：所述1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑為化學(xué)結(jié)構(gòu)式ⅰ所示的化合物；化學(xué)結(jié)構(gòu)式ⅰ為：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑，其特征在于：所述氨基衍生物為硫脲、硫代甲酰二肼、硫代乙酰胺、乙二醛二硫代縮氨基脲中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑的制備方法，其特征在于：所述步驟2中的反應(yīng)條件為50℃的無氧環(huán)境。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑的制備方法，其特征在于：步驟2中先將8份去離子水、12份1,4-二氧六環(huán)、24份丙烯酸月桂醇酯與10份過氧苯甲酸叔丁酯、10份氯化鐵混合均勻后再加入10～20份亞硫酸氫鈉，再次均勻混合后反應(yīng)20h。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑的制備方法，其特征在于：所述含有r1的物質(zhì)為濃氨水或硫代甲酰二肼或硫代乙酰胺或乙二醛二硫代縮氨基脲或硫脲。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑的制備方法，其特征在于：所述步驟4的具體步驟為：先將34份中間體b、20份n,n-二甲基甲酰胺混合均勻后在25℃水浴條件下采用恒壓漏斗將中間體b及n,n-二甲基甲酰胺混合物逐滴緩慢滴加入含有r1的物質(zhì)中，再水浴反應(yīng)6h，除去溶劑后得到產(chǎn)品c，所述產(chǎn)品c為化學(xué)結(jié)構(gòu)式ⅰ所示的化合物，即為1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑的制備方法，其特征在于：所述原料包括以下重量份數(shù)的組分：24份丙烯酸月桂醇酯，15份亞硫酸氫鈉，8份去離子水，12份1,4-二氧六環(huán)，10份過氧苯甲酸叔丁酯，10份氯化鐵，12份三乙胺，30份氯化亞砜，40份n,n-二甲基甲酰胺，15份含有r1的物質(zhì)，所述含有r1的物質(zhì)為硫代甲酰二肼。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液用1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑的應(yīng)用，其特征在于：所述1-磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑在添加基礎(chǔ)油的情況下與鉆井液進(jìn)行復(fù)配用于油氣田鉆探行業(yè)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種鉆井液用1?磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑及其準(zhǔn)備方法與應(yīng)用，屬于石油鉆井液用技術(shù)領(lǐng)域，所述1?磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑為化學(xué)結(jié)構(gòu)式Ⅰ所示的化合物；化學(xué)結(jié)構(gòu)式Ⅰ為：其中，R1為氨基或氨基衍生物。本發(fā)明制備的鉆井液用1?磺酸丙酸月桂醇酯衍生物極壓潤滑劑以含孤對電子的N、S、O元素的官能團(tuán)作為物理吸附基團(tuán)，在鉆探過程中與金屬鉆具和巖石形成一層物理吸附膜，在極壓條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并生成高強(qiáng)度化學(xué)反應(yīng)膜，以減緩在鉆探過程中對鉆具的腐蝕，延長鉆具使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：黃丹超,羅仕林,陳世林,白楊,晏瑋,毛禹清,王建威,唐濤,廖茂芪,張健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西南石油大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17