一种兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂及其制备方法与流程

本发明属于油田化学，具体涉及一种兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂及其制备方法。

背景技术：

1、钻井液的滤失与造壁性、润滑性、抑制性是钻井液的重要性能，它们对松散、破碎和遇水失稳地层（如水化膨胀性地层）的井壁稳定、减少粘附卡钻等井下复杂情况，保证安全、优质、快速钻井起着至关重要的作用。

2、钻井过程中，水基钻井液中需要添加多种具有不同功能的处理剂，如降滤失剂、润滑剂、抑制剂等，处理剂种类繁多，势必增加钻井成本，且会增加性能调整难度。若将降滤失、润滑、抑制三种功能耦合在一起形成一个集三种功能于一体的多功能型处理剂，不仅可以减少现场处理剂品种，降低性能调整难度，也可以降低现场钻井成本。

3、沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，呈液态、半固体或固体，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。沥青主要分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种。其中，煤焦沥青是炼焦的副产品，石油沥青是原油蒸馏后的残渣，天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。这三种沥青及其烟气对皮肤粘膜具有刺激性，有光毒作用和致癌作用，对环境有危害，对大气可造成污染。随着国家对环保低碳的大力提倡，现如今，锅炉行业的“禁煤令”，汽车行业的“国六”，无一不在预示着传统原料消耗市场对新型原料的迫切需求。植物沥青是由废动植物油制取生物柴油精馏过程中产生的副产品，主要成分为高碳链酯化物，符合环保低碳的需求，在环保大形势下，它将会掀起一场传统沥青替代更换的高潮。那么，如何将植物沥青与钻井液多功能处理剂结合起来应用在石油行业值得思考。

技术实现思路

1、针对上述现有技术，本发明提供一种兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂及其制备方法，解决了现有技术钻井液处理剂降滤失、润滑和抑制特性无法兼具的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂，所用原料以质量百分比计包括：植物沥青40~50%，白油30~40%，分散剂3~5%，乳化剂3~4%，悬浮剂0.5~2%，极压润滑添加剂0.5~1%和沥青粉5~10%。

3、本发明的有益效果是：本发明的兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂具有良好的降滤失效果，可抗180 ℃以上高温，在膨润土浆和水基钻井液中中压失水降低率大于50%，高温高压滤失量降低率大于30 %；本发明的兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂在清水、单一盐（nacl）、复合盐（nacl+cacl2）盐水中岩屑一次滚动回收率在70%以上，具有良好的抑制性；本发明的兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂润滑性能优良，在淡水浆和4 %盐水浆中润滑系数降低率可达到80 %以上，满足中国石油天然气q/sy 17088-2016《钻井液用液体润滑剂技术规范》中润滑系数降低率指标的要求（技术要求≥80.0%），在现场水基钻井液中可部分替代传统润滑剂使用。

4、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

5、进一步，白油为3#、5#白油中的一种；分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸、十二烷基苯酚、4-正十二烷基间二苯酚中的一种或两种；乳化剂为十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵中的一种或多种；悬浮剂为有机膨润土。

6、采用进一步技术方案的有益效果是：乳化剂成分可将植物沥青乳化，而植物沥青乳化后可以更均匀地分散在油相中，使其能与其他成分均匀混合，提高了兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂的稳定性和一致性。

7、进一步，极压润滑添加剂为硼酸盐。

8、进一步，硼酸盐为硼酸钙、硼酸镁、硼酸钾、硼酸钠、硼酸锌、硼酸铝和硼酸铜中的一种。

9、进一步，硼酸盐的粒径为0.1 μm~0.9 μm。

10、采用进一步技术方案的有益效果是：极压润滑添加剂为小粒径硼酸盐，可通过分散剂将极微细的硼酸盐分散在油相中，在这种分散体系中硼酸盐是非结晶小球，它可以形成微球膜，起到很好的润滑作用。

11、进一步，沥青粉包括粒径300目和600目沥青粉，且粒径300目和600目沥青粉的质量比为1:1。

12、采用进一步技术方案的有益效果是：沥青粉的加入能有效减少钻井液工作时向地层渗透的速率，还能在一定程度上抑制钻井过程中的井壁塌陷和漏失，其对兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂的降滤失、抑制性有一定的贡献。

13、本发明还公开了兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂的制备方法，包括以下步骤：

14、s1：加热植物沥青至60 ℃～70 ℃，使其熔融至流动状态，再加入白油，搅拌均匀，得中间产物一；

15、s2：向中间产物一中加入分散剂和乳化剂，搅拌均匀，得中间产物二；

16、s3：向中间产物二中加入悬浮剂，搅拌均匀，得中间产物三；

17、s4：向中间产物三中加入极压润滑添加剂和沥青粉，搅拌均匀，即得。

18、进一步，s1的搅拌工艺为300~600 r/min搅拌1~2 h，s2的搅拌工艺为300~600 r/min搅拌10~20 min；s3的搅拌工艺为300~600 r/min搅拌30~40 min；s4的搅拌工艺为300~600 r/min搅拌1~2 h。

19、进一步，s1的搅拌工艺为500 r/min搅拌1.5 h，s2的搅拌工艺为500 r/min搅拌15min；s3的搅拌工艺为500 r/min搅拌35 min；s4的搅拌工艺为500 r/min搅拌1 h。

20、本发明的有益效果是：本发明提供的制备方法简便易行，适于大规模生产，具有优异的工业前景。

技术特征：

1.一种兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂，其特征在于：所述兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂所用原料以质量百分比计包括：植物沥青40~50%，白油30~40%，分散剂3~5%，乳化剂3~4%，悬浮剂0.5~2%，极压润滑添加剂0.5~1%和沥青粉5~10%。

2.根据权利要求1所述的兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂，其特征在于：所述白油为3#、5#白油中的一种；所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸、十二烷基苯酚、4-正十二烷基间二苯酚中的一种或两种；所述乳化剂为十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵中的一种或多种；所述悬浮剂为有机膨润土。

3.根据权利要求1所述的兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂，其特征在于：所述极压润滑添加剂为硼酸盐。

4.根据权利要求3所述的兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂，其特征在于：所述硼酸盐为硼酸钙、硼酸镁、硼酸钾、硼酸钠、硼酸锌、硼酸铝和硼酸铜中的一种。

5.根据权利要求3所述的兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂，其特征在于：所述硼酸盐的粒径为0.1 μm~0.9 μm。

6.根据权利要求1所述的兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂，其特征在于：所述沥青粉包括粒径300目和600目沥青粉，且粒径300目和600目沥青粉的质量比为1:1。

7.权利要求1~6任一项所述的兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂的制备方法，其特征在于：s1的搅拌工艺为300~600 r/min搅拌1~2 h，s2的搅拌工艺为300~600 r/min搅拌10~20 min；s3的搅拌工艺为300~600 r/min搅拌30~40 min；s4的搅拌工艺为300~600 r/min搅拌1~2 h。

9.根据权利要求7所述的兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂的制备方法，其特征在于：s1的搅拌工艺为500 r/min搅拌1.5 h，s2的搅拌工艺为500 r/min搅拌15 min；s3的搅拌工艺为500 r/min搅拌35 min；s4的搅拌工艺为500 r/min搅拌1 h。

技术总结
本发明公开了一种兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂及其制备方法，属于油田化学技术领域。本发明提供了一种兼具润滑和抑制特性的抗高温降滤失剂，可抗180℃以上高温，在膨润土浆和水基钻井液中中压失水降低率大于50%，高温高压滤失量降低率大于30%，在清水、单一盐（NaCl）、复合盐（NaCl+CaCl2）盐水中岩屑一次滚动回收率在70%以上，在淡水浆和4%盐水浆中润滑系数降低率可达到80%以上，具有良好的降滤失、润滑和抑制特性；且提供的制备方法简便，材料易得，具有优异的工业前景。

技术研发人员：宋芳,肖刚,麻洪霞
受保护的技术使用者：成都西油华巍科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/2