本發(fā)明涉及鉆井工程化工助劑領(lǐng)域中的一種鉆井液用微乳型潤(rùn)滑劑,特別涉及一種水基鉆井液用熱力學(xué)性能穩(wěn)定的微乳型潤(rùn)滑劑及其制備方法。
背景技術(shù):
水基鉆井液是應(yīng)用最廣泛的鉆井液類(lèi)型,在實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位,但是在水平井和大斜度井的施工過(guò)程中,其摩阻系數(shù)難以控制,因此要開(kāi)發(fā)高效穩(wěn)定的水基鉆井液用潤(rùn)滑劑是必要的。
目前國(guó)內(nèi)在提高鉆井液潤(rùn)滑性性方面做了大量的研究工作,但缺少針對(duì)具有能在大溫度范圍內(nèi)廣泛適用的熱力學(xué)穩(wěn)定系的微乳型潤(rùn)滑劑的研究。李德忠等在《LDZ-1水溶性微乳潤(rùn)滑劑的研究》中合成了一種應(yīng)用于工業(yè)制造用的可代替油基潤(rùn)滑劑的微乳型潤(rùn)滑劑(見(jiàn)《潤(rùn)滑與密封》,2003,1),基本原料為基礎(chǔ)油、水、表面活性劑、防銹劑、抗氧化劑和緩蝕劑等。張雄等在《具有高效清洗性能的微乳潤(rùn)滑劑MELT的研究》中提出了一種具有良好穩(wěn)定性、高效清洗性能的水溶性微乳潤(rùn)滑劑(見(jiàn)《華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)》,2002,4)。公開(kāi)號(hào)CN1699500的專利公開(kāi)了一種鉆井液用顆粒穩(wěn)定乳液體系,包括礦物油或固體石蠟、陰離子表面活性劑、活性納米固體顆粒、水等。這些技術(shù)的缺點(diǎn)或不足是:沒(méi)有針對(duì)石油工業(yè)鉆井液用的微乳潤(rùn)滑劑展開(kāi)研究;穩(wěn)定乳液體系的潤(rùn)滑劑成本較高,與水基鉆井液的配伍不好;所有研究未涉及到環(huán)保性能評(píng)價(jià)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)的不足,提供一種鉆井液用微乳型潤(rùn)滑劑及其制備方法,能較好的與水基鉆井液進(jìn)行配伍,提高體系的潤(rùn)滑性;同時(shí)對(duì)鉆井液流變性能影響較小,又能提高潤(rùn)滑性能,有效的降低摩阻、粘附系數(shù),提高鉆速。
為了達(dá)到本發(fā)明的目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種鉆井液用微乳型潤(rùn)滑劑由礦物油或精煉地溝油、表面活性劑、無(wú)機(jī)鹽、正丁醇和水組成,其中礦物油或精煉地溝油的重量百分比為10%~30%、表面活性劑的重量百分比為10%-15%、正丁醇重量百分比為10%-20%、無(wú)機(jī)鹽重量百分比為2%~4%、余量為水。其中:
精煉過(guò)地溝油是將地溝油經(jīng)過(guò)加熱后過(guò)濾,然后向其中加入重量百分比為15%的碳酸鈣和重量百分比為10%的鹽水,低速攪拌,放置3-8小時(shí)后加入活性白土脫色,然后過(guò)濾濾液即為精煉地溝油。
表面活性劑為烷基苯磺酸鈉、烷基硫酸鈉、烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉中的一種或一種以上與司盤(pán)80按重量比4-5:1-2配制而成。
無(wú)機(jī)鹽為氯化鈉、氯化鉀、氯化銨的一種。
基于上述方案的一種鉆井液用微乳型潤(rùn)滑劑制備方法是:首先將水倒入反應(yīng)釜中,然后在2000r/min-3000r/min的攪拌速度下緩慢將表面活性劑加入反應(yīng)釜中,待混合均勻后,緩慢的加入無(wú)機(jī)鹽,完全溶解后,加入正丁醇和精煉地溝油或礦物油,靜置5-10 小時(shí)。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
① 本發(fā)明針對(duì)鉆井液用微乳潤(rùn)滑劑進(jìn)行了研究,使用的油相成份為精煉地溝油。將地溝油精煉后用于潤(rùn)滑劑的生產(chǎn)既能滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求,又能解決地溝油帶來(lái)的環(huán)保問(wèn)題;
潤(rùn)滑劑與水跡鉆井液具有良好的配伍性,對(duì)鉆井液流變性能影響較小,又能有效降低摩阻系數(shù)和泥餅粘附系數(shù);
本發(fā)明利用微納米激光粒度儀進(jìn)行測(cè)定,D90值小于300nm;本發(fā)明加入鉆井液中,能有效降低泥餅粘附系數(shù)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定,粘附系數(shù)降低率最高為52.3%。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明,其中所涉及的百分比均為重量百分比。
實(shí)施例一:
首先將38%水倒入反應(yīng)釜中,然后在2000r/min-3000r/min的攪拌速度下緩慢將十二烷基苯磺酸鈉與司盤(pán)80按比例5:2加入反應(yīng)釜中,總量為10%,待混合均勻后,緩慢的加入2%的氯化鈉,完全溶解后,加入20%的正丁醇和30%的礦物油,靜置5-10 小時(shí)。
實(shí)施例二:
首先將41%水倒入反應(yīng)釜中,然后在2000r/min-3000r/min的攪拌速度下緩慢將十二烷基硫酸鈉與司盤(pán)80按比例4:1加入反應(yīng)釜中,總量為15%,待混合均勻后,緩慢的加入4%的氯化鉀,但完全溶解后,加入10%的正丁醇和30%的精煉地溝油,靜置5-10 小時(shí)。
實(shí)施例三:
首先將水倒入反應(yīng)釜中,然后在2000r/min-3000r/min的攪拌速度下緩慢將烷基聚氧乙烯醚硫酸鈉與司盤(pán)80按比例4:1加入反應(yīng)釜中,總量為15%,待混合均勻后,緩慢的加入4%的氯化銨,但完全溶解后,加入10%的正丁醇和10%的精煉地溝油,靜置5-10 小時(shí)。
精煉過(guò)地溝油經(jīng)過(guò)加熱后過(guò)濾,然后向其中加入重量百分比為15%的碳酸鈣和重量百分比為10%的鹽水,低速攪拌,放置3-8小時(shí)后加入活性白土脫色,然后過(guò)濾濾液即為精煉地溝油。