環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及鉆井液助劑技術領域，是一種環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 目前油田鉆井液以"三磺"鉆井液、"聚磺"鉆井液為主兼有個別"環(huán)保"鉆井液使 用，其中"三磺"鉆井液和"聚磺"鉆井液采用石油瀝青作為防塌劑、礦物油類作為潤滑劑和 磺化酚醛樹脂及磺化褐煤作為降濾失劑，鉆井液顏色為油糊狀黑褐色，其生物毒性和生物 降解性均達不到環(huán)保的要求。而個別"環(huán)保"鉆井液，其潤滑劑主要由礦物油、乳化劑和清水 組成，防塌劑采用礦物石蠟或合成樹脂，雖然鉆井液顏色變淺了，但生物毒性和生物降解性 并沒有改變，且該類"環(huán)保"鉆井液使用溫度低于120°C，推廣受到環(huán)保要求及井底溫度極大 限制。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明提供了一種環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑及其制備方法，克服了上述現(xiàn)有技 術之不足，其能有效解決現(xiàn)有鉆井液生物毒性高、生物降解性低以及耐溫性差的問題。
[0004] 本發(fā)明的技術方案之一是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨 劑，原料按質量百分數(shù)計包括五硫化二磷16%至17%、異辛醇21%至22%、油酸16%至17%、二乙 磷銨0.7%至0.8%、氫氧化鉀0.4%至0.6%、二鋅化鉬1.3%至1.4%、二基鉀硅油0.3%至0.4%、碳 酸鋅0.7%至0.75%、雙硬脂酸鋁0.9%至1.0%和余量的水。
[0005] 下面是對上述發(fā)明技術方案之一的進一步優(yōu)化或/和改進： 上述原料按質量百分數(shù)計包括16.1%五硫化二磷、21.05%異辛醇、16.3%油酸、0.73%二 乙磷銨、0.45%氫氧化鉀、1.31%二鋅化鉬、0.32%二基鉀硅油、0.705%碳酸鋅、0.91%雙硬脂酸 鋁和余量的水。
[0006] 上述原料按質量百分數(shù)計包括16.6%五硫化二磷、21.7%異辛醇、16.6%油酸、0.75% 二乙磷銨、0.5%氫氧化鉀、1.35%二鋅化鉬、0.36%二基鉀硅油、0.73%碳酸鋅、0.96%雙硬脂酸 鋁和余量的水。
[0007] 上述五硫化二磷的質量純度為90%至99%，異辛醇的質量純度為90%至99%，油酸的 質量純度為86%至95%，二乙磷銨的質量純度為90%至96%，氫氧化鉀的質量純度為87%至96%， 二鋅化鉬的質量純度為90%至96%，二基鉀硅油的質量純度為96%至100%，碳酸鋅的質量純度 為90%至96%，雙硬脂酸鋁的質量純度為90%至96%。
[0008] 本發(fā)明的技術方案之二是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種根據(jù)上述技術方案所述的 環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑的制備方法，按下述步驟進行:稱取適量的五硫化二磷、異辛 醇、油酸、二乙磷銨、氫氧化鉀、二鋅化鉬、二基鉀硅油、碳酸鋅、雙硬脂酸鋁和水，將原料混 合均勾后從室溫加熱升溫至160°C至185°C，然后，在該溫度下保溫160min至180min后降溫 至20°C至25°C，攪拌均勻后即得到環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑。
[0009] 下面是對上述發(fā)明技術方案之二的進一步優(yōu)化或/和改進： 上述將原料混合均勻后從室溫加熱升溫至170°C，然后，在該溫度下保溫170min后降溫 至23°C，攪拌均勻后即得到環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑。
[0010] 上述升溫的速率為14°C/h至15°C/h。
[0011] 本發(fā)明利用天然高分子材料、生物質油和脂類進行改性合成和酯化反應得到的環(huán) 保型抗高溫鉆井液抗磨劑，不僅具有較低的生物毒性和更好的生物降解性，是一種環(huán)保型 鉆井液助劑，并且能夠減少套管、鉆具以及泥漿栗缸套和凡爾的磨損、降低摩阻和扭矩、提 高鉆速，有效降低鉆井成本，而且具有更高的耐受溫度，抗鹽侵能力更強，因此更具推廣價 值，進一步的，具有更好的抑制巖肩水化分散能力和較好的抑制頁巖膨脹作用，因此本發(fā)明 的環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑是一種環(huán)保、耐高溫的鉆井液助劑，具有先進性、成熟性、經 濟性的特點。
【具體實施方式】
[0012] 本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術方案與實際情況來確定具體 的實施方式。
[0013] 下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述： 實施例1，該環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑的原料按質量百分數(shù)計包括五硫化二磷16%至 17%、異辛醇21%至22%、油酸16%至17%、二乙磷銨0.7%至0.8%、氫氧化鉀0.4%至0.6%、二鋅化 鉬1.3%至1.4%、二基鉀硅油0.3%至0.4%、碳酸鋅0.7%至0.75%、雙硬脂酸鋁0.9%至1.0%和余 量的水。
[0014] 實施例2,該環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑的原料按質量百分數(shù)計包括五硫化二磷 16%或17%、異辛醇21%或22%、油酸16%或17%、二乙磷銨0 · 7%或0 · 8%、氫氧化鉀0 · 4%或0 · 6%、二 鋅化鉬1.3%或1.4%、二基鉀硅油0.3%或0.4%、碳酸鋅0.7%或0.75%、雙硬脂酸鋁0.9%或1.0% 和余量的水。
[0015] 實施例3,作為上述實施例的優(yōu)化，五硫化二磷的質量純度為90%至99%，異辛醇的 質量純度為90%至99%，油酸的質量純度為86%至95%，二乙磷銨的質量純度為90%至96%，氫氧 化鉀的質量純度為87%至96%，二鋅化鉬的質量純度為90%至96%，二基鉀硅油的質量純度為 96%至100%，碳酸鋅的質量純度為90%至96%，雙硬脂酸鋁的質量純度為90%至96%。
[0016] 實施例4,作為上述實施例的優(yōu)化，該環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑按下述制備方法 得到:稱取適量的五硫化二磷、異辛醇、油酸、二乙磷銨、氫氧化鉀、二鋅化鉬、二基鉀硅油、 碳酸鋅、雙硬脂酸鋁和水，將原料混合均勻后從室溫加熱升溫至160°C至185°C，然后，在該 溫度下保溫160min至180min后降溫至20°C至25°C，攪拌均勻后即得到環(huán)保型抗高溫鉆井液 抗磨劑。
[0017] 實施例5，該環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑按下述制備方法得到:原料按質量百分數(shù) 計稱取16%五硫化二磷、21 %異辛醇、16%油酸、0.7%二乙磷銨、0.4%氫氧化鉀、1.3%二鋅化鉬、 0.4%二基鉀硅油、0.7%碳酸鋅、0.9%雙硬脂酸鋁和余量的水，將原料混合均勻后從室溫加熱 升溫至160°C，然后，在該溫度下保溫160min后降溫至25°C，攪拌均勻后即得到環(huán)保型抗高 溫鉆井液抗磨劑。
[0018] 實施例6，該環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑按下述制備方法得到:原料按質量百分數(shù) 計稱取17%五硫化二磷、22%異辛醇、17%油酸、0.8%二乙磷銨、0.6%氫氧化鉀、1.4%二鋅化鉬， 0.3%二基鉀硅油，0.75%碳酸鋅，1.0%雙硬脂酸鋁和余量的水，將原料混合均勻后從室溫加 熱升溫至185°C，然后，在該溫度下保溫180min后降溫至20°C，攪拌均勻后即得到環(huán)保型抗 高溫鉆井液抗磨劑。
[0019] 實施例7，該環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑按下述制備方法得到:原料按質量百分數(shù) 計稱取16.1%五硫化二磷、21.05%異辛醇、16.3%油酸、0.73%二乙磷銨、0.45%氫氧化鉀、 1.31%二鋅化鉬、0.32%二基鉀硅油、0.705%碳酸鋅、0.91%雙硬脂酸鋁和余量的水，將原料混 合均勻后從室溫加熱升溫至170°C，然后，在該溫度下保溫170min后降溫至23°C，攪拌均勻 后即得到環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑。
[0020] 實施例8，該環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑按下述制備方法得到:原料按質量百分數(shù) 計稱取16.6%五硫化二磷、21.7%異辛醇、16.6%油酸、0.75%二乙磷銨、0.5%氫氧化鉀、1.35% 二鋅化鉬、0.36%二基鉀硅油、0.73%碳酸鋅、0.96%雙硬脂酸鋁和余量的水，將原料混合均勻 后從室溫加熱升溫至170°C，然后，在該溫度下保溫170min后降溫至23°C，攪拌均勻后即得 到環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑。
[0021] 實施例9,作為實施例4和實施例5的優(yōu)化，升溫的速率為14°C/h至15°C/h。
[0022] 將根據(jù)本發(fā)明實施例4至實施例8得到的環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑與目前使用 較普遍的鉆井液助劑同類產品根據(jù)新疆德邦石油科技有限公司的Q/XDBS 004-2014標準進 行抗磨性能的檢測，得到如表1所示的數(shù)據(jù)。根據(jù)新疆德邦石油科技有限公司的Q/XDBS 004-2014標準，當檢測的數(shù)值越大，說明鉆井液助劑的磨損量越小，檢測數(shù)值與磨損量之間 成反比關系，由表7中的數(shù)據(jù)可以看出，根據(jù)本發(fā)明實施例得到的環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨 劑和現(xiàn)有同類產品在抗磨性能方面均能達標，但是根據(jù)本發(fā)明實施例得到的環(huán)保型抗高溫 鉆井液抗磨劑的磨損量相比現(xiàn)有同類產品的磨損量更小，因此，根據(jù)本發(fā)明實施例得到的 環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑具有更好的抗磨性，在實際使用時，能夠有效減少套管、鉆具以 及泥漿栗缸套和凡爾的磨損。
[0023] 將根據(jù)本發(fā)明實施例4至實施例8得到的環(huán)保型抗高溫鉆井液抗磨劑與目前使用 較普遍的鉆井液助劑同類產品進行鉆井方面技