一种清洁润滑快钻剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种清洁润滑快钻剂及其制备方法，其按照重量份包括：废弃油脂70份-90份、快速渗透剂2份-7份、乳化剂2份-5份、催化剂3份-8份、润湿剂3份-7份与表面活性剂5份-9份；及清洁润滑快钻剂的制备方法。以废弃油脂为原料，制得的产品配伍性良好、抗温性强、润湿性强、表面张力低、有效防止了钻头泥包，本发明专利技术的清洁润滑快钻剂润滑性好、抑制性强、抗盐和抗岩屑污染、储层保护性好、环境友好、高温前后起泡率极低、且制备工艺简单、成本较低，解决了复杂地质条件下深井及超深井钻井的关键技术难题，保护了油气储层，减少钻井事故，全面提高钻井速度，降低了钻井成本。

【技术实现步骤摘要】
一种清洁润滑快钻剂及其制备方法
本专利技术涉及油气井工程领域的快钻剂，尤其涉及一种清洁润滑快钻剂及其制备方法。
技术介绍
随着油气勘探开发领域的不断发展，钻井过程中遇到的地层越来越复杂，井也越来越深，井下的复杂情况更是难以预料，处理的难度大幅增加。在深井高压条件下钻头经常遇到硬质地层泥页岩、软页岩、粘页岩及膨胀性页岩，这类地层很容易水化膨胀导致井下复杂事故的发生，在深井钻井、大段泥页岩井段，井壁失稳问题表现尤为突出。特别是钻井液密度大于1.60g/cm3以上，由于固相含量高容易造成钻井液的动切力、塑性粘度大。一方面由于泥页岩易吸水膨胀、分散运移，给钻井作业带来了许多困难，甚至引起井下复杂情况的发生，导致钻井速度降低；另一方面，低钻速又延长了钻井液在井眼内的滞留时间，更加剧了地层和井眼的不稳定性，使作业成本大大增加；同时钻井液密度大，钻井液的动切力、塑性粘度过高，造成钻井液的循环压耗过大，严重制约了钻井速度。现有技术中提高钻井速度的钻井液体系包括油基钻井液、合成基钻井液以及水基强抑制钻井液和聚合醇钻井液。油基钻井液具有抑制性强、润滑性好、井壁稳定以及对油气层损害程度小等优点，但是其成本高，生物降解性差，容易造成环境污染。合成基钻井液具有油基钻井液的特点，解决了钻井液污染环境问题，但是成本太高，增加了作业成本。强抑制钻井液和聚合醇钻井液等在一定程度上抑制了泥页岩的水化膨胀和分散运移，改善了钻井液润滑性能，提高了钻井速度，但是不能有效防止钻头泥包，钻井速度得不到明显提高。国外从上世纪90年代开始研究并现场应用水基快速钻井液技术，取得了很好的效果。而国内对水基快速钻井液技术的研究起步较晚，胜利油田从2003年开始钻井液快钻剂的研发，余丽彬等研制了一种快钻剂KSZJ，它是由带电荷的蛋白质类大分子、表面活性剂和其它辅剂组成。在吐哈油田神平316井和连23井进行了现场试验，试验表明：加入KSZJ后，能较显著提高钻井液润滑性能，平均机械钻速提高了19.62%～31.13%。孙金生等专利技术了一种快速钻进剂，主要由植物蛋白、水、磷酸、二乙烯多胺、磺化剂和pH值调节剂组成。室内实验评价表明：该快钻剂吸附在岩石、岩屑表面，使岩石、岩屑表面实现了由亲水向亲油的转化。并在钻头及钻具表面形成油膜，减少摩擦，降低扭矩。以上快钻剂或快速钻进剂依然存在综合性能较低的缺点，其对钻井液体系流变性影响较大；现场应用的井一般在3000m左右，对密度和温度要求较低，处理剂抗温性较差，不能满足高密度（1.6g/cm3以上）环境下保持井眼清洁，大幅度提高速度要求；加入钻井液后易起泡，尤其是在高温条件下起泡非常严重；且制造单体主要来源于矿物油类，而矿物油类润滑剂不能生物降解，对环境污染大，其荧光级别高，影响地质录井。因此，现有技术还有待于更进一步的改进和发展。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种清洁润滑快钻剂及其制备方法，以提高清洁润滑快钻剂的综合性能，避免其在高温条件下气泡。本专利技术的技术方案如下：一种清洁润滑快钻剂，其按照重量份包括：废弃油脂70份-90份、快速渗透剂2份-7份、乳化剂2份-5份、催化剂3份-8份、润湿剂3份-7份与表面活性剂5份-9份。所述的清洁润滑快钻剂，其中，所述废弃油脂为废弃动植物油、工业级脂肪酸甘油三酯中的一种或其混合物。所述的清洁润滑快钻剂，其中，所述快速渗透剂为磺化琥珀酸二辛酯钠盐、烷基酚聚氧乙烯醚或聚合醇；所述乳化剂为乳化剂SP-80；所述催化剂为脱硫催化剂、活炭类催化剂中的一种或其混合物；所述表面活性剂为三乙醇胺。所述的清洁润滑快钻剂，其中，所述润湿剂为阴离子表面活性剂，为辛烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烷(10)醚中的一种或其混合物。一种制备所述清洁润滑快钻剂的方法，其包括以下步骤：A、将第一废弃油脂、催化剂与表面活性剂加入反应容器内，在120℃-150℃条件下充分反应；B、再向所述反应容器内加入余量废弃油脂、快速渗透剂、润湿剂与乳化剂搅拌30分钟至1小时，进行充分反应后制得所述清洁润滑快钻剂；所述余量废弃油脂与所述第一废弃油脂的质量比为0.5-2；按照重量份，上述各反应物为：所述余量废弃油脂与所述第一废弃油脂共同组成的废弃油脂70份-90份、快速渗透剂2份-7份、乳化剂2份-5份、催化剂3份-8份、润湿剂3份-7份与表面活性剂5份-9份。所述的方法，其中，所述废弃油脂为废弃动植物油、工业级脂肪酸甘油三酯中的一种或其混合物。所述的方法，其中，所述快速渗透剂为磺化琥珀酸二辛酯钠盐、烷基酚聚氧乙烯醚或聚合醇；所述乳化剂为乳化剂SP-80；所述催化剂为脱硫催化剂、活炭类催化剂中的一种或其混合物；所述表面活性剂为三乙醇胺。所述的方法，其中，所述润湿剂为阴离子表面活性剂，为辛烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烷(10)醚中的一种或其混合物。本专利技术提供的一种清洁润滑快钻剂及其制备方法，以废弃油脂为原料，制得的产品配伍性良好、抗温性强、润湿性强、表面张力低、有效防止了钻头泥包，本专利技术的清洁润滑快钻剂润滑性好、抑制性强、抗盐和抗岩屑污染、储层保护性好、环境友好、高温前后起泡率极低、且制备工艺简单、成本较低，解决了复杂地质条件下深井及超深井钻井的关键技术难题，保护了油气储层，减少钻井事故，全面提高钻井速度，降低了钻井成本，实现了复杂条件下深井超深井安全、优质、快速、低耗的目的。附图说明图1为本专利技术中制备清洁润滑快钻剂方法流程示意图。具体实施方式本专利技术提供了一种清洁润滑快钻剂及其制备方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种清洁润滑快钻剂，其按照重量份包括：废弃油脂70份-90份、快速渗透剂2份-7份、乳化剂2份-5份、催化剂3份-8份、润湿剂3份-7份与表面活性剂5份-9份。其较佳的方案，按照重量份为：废弃油脂80份-85份、快速渗透剂4份-6份、乳化剂3份-4份、催化剂4份-7份、润湿剂4份-5份与表面活性剂6份-8份。其最优选的方案，按照重量份为：废弃油脂85份、快速渗透剂4份、乳化剂3份、催化剂7份、润湿剂5份与表面活性剂6份。本专利技术的清洁润滑快钻剂抗温≥150℃，而且高温后起泡率非常低，随着井深增加钻井液性能稳定，适用于深井或超深井；钻具亲水性降低率≥80%，表面张力降低率≥60%，清洁润湿性好，容易吸附在金属表面铺展形成油膜，防止了钻头泥包；润滑系数降低率≥80%，润滑性好，降低了扭矩及摩擦；抑制性强，页岩膨胀高度≤1mm，有效抑制了粘土矿物水化分散；表观粘度升高值≤5.0mPa.s，滤失量升高值≤0mL，与水基钻井液配伍性良好，基本不影响钻井液流变性及滤失量；抗盐性能较好，抗NaCl≥10%。与其它处理剂配合使用，形成新型高效快速高密度钻井液体系，其具有流变性好、携砂能力强、抑制性强、抗污染、井壁稳定性好等优点，有效的防止了钻头泥，解决了井壁失稳技术问题，减少了起下钻头过程中的阻卡情况，实现了井径规则；并减少钻井液中的固相含量，降低了钻井液循环压耗，提高了钻头水功率，充分发挥水功率破岩作用，提高了钻进速度，井下复杂情况降低50%，提高了机械钻速20%以上。更进一步的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种清洁润滑快钻剂，其按照重量份包括：废弃油脂70份‑90份、快速渗透剂2份‑7份、乳化剂2份‑5份、催化剂3份‑8份、润湿剂3份‑7份与表面活性剂5份‑9份。

【技术特征摘要】
1.一种清洁润滑快钻剂，其按照重量份包括：废弃油脂70份-90份、快速渗透剂2份-7份、乳化剂2份-5份、催化剂3份-8份、润湿剂3份-7份与表面活性剂5份-9份；该清洁润滑快钻剂的制备方法包括以下步骤：A、将第一废弃油脂、催化剂与表面活性剂加入反应容器内，在120℃-150℃条件下充分反应；B、再向所述反应容器内加入余量废弃油脂、快速渗透剂、润湿剂与乳化剂搅拌30分钟至1小时，进行充分反应后制得所述清洁润滑快钻剂；所述余量废弃油...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝田，杨倩云，柴金鹏，张海青，何兴华，袁丽，郭辉，杨世超，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，中石化胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司，
类型：发明
国别省市：北京;11