可降解的鉆井液潤滑劑及制備方法技術

本發明專利技術公開了一種將生物柴油復配表面活性劑的可降解的鉆井液潤滑劑及制備方法。技術方案是：可降解的鉆井液潤滑劑，是由下列體積百分比的原料組成：生物柴油為80~90%；表面活性劑為5~10%；水分為5~10%。可降解的鉆井液潤滑劑制備方法是：(1)將生物柴油置于攪拌釜，控制釜溫在25-30℃；(2)避光、密封攪拌，至生物柴油成無沉淀均勻液體；(3)將復配非離子表面活性劑按照比例與水混合；(4)將表面活性劑的水溶液，緩慢滴入攪拌的生物柴油中；(5)滴加完畢，25-30℃保溫、避光、密封攪拌20-30分鐘；(6)至形成均勻油包水乳狀液得產品。本發明專利技術的潤滑劑主要成分為生物柴油，具有無熒光、降解時間快、對環境無害、廢棄鉆井液后續處理簡單、潤滑性能好等優勢。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鉆井過程中使用的鉆井液潤滑劑及制備方法領域，特別是一種可降解的鉆井液潤滑劑。
技術介紹
鉆井液潤滑劑是鉆井液中最重要的處理劑之一，其主要功用是減輕鉆具與井壁之間的摩擦阻力，進一步降低發生卡鉆事故的風險。特別是在定向井及水平井的施工中，隨著井斜角的增大，鉆具和井壁的接觸面積及摩擦阻力和扭矩阻力不斷增大，此時必須保證鉆井液足夠的潤滑性，即通過添加合適的潤滑劑來改善鉆井液的潤滑性能。 鉆井液潤滑劑在國外有十余類，100多個品種，在國內也有十余類40余種，主要有礦物油、植物油及其油腳的改性產物、表面活性劑與有機物的混合物、合成脂類等精細化工產品及固體潤滑劑組成。過去鉆井液潤滑劑的選用首先是滿足鉆井要求，再是成本問題，還要滿足環境保護和油氣層保護問題。隨著生態環境的保護日益為人們所重視，當前處理劑的研發和使用，首要考慮的是環境保護和油氣層保護問題。因此，利用油脂工業下腳料進行精細化工合成是鉆井液潤滑劑發展的主要趨勢。當前，國內外出現的可生物降解潤滑劑主要有以下幾類。(I)植物油類。植物油的主要成分是甘油和脂肪酸形成的甘油酯。植物油具有下述主要物理和化學特性氧化穩定性差；揮發度低；具有較好的粘溫特性和很高的粘度指數；植物油可在金屬和巖石表面形成吸附膜，吸附膜可起潤滑作用。植物油具有無毒、生物降解性能好、資源可再生、良好的潤滑性能、工藝處理能耗低、向環境的擴散少和價格比較適中等優點。植物油的不良性能可通過采取生物和化學改性的手段來改善。(2)聚醚類。用作潤滑劑的聚醚是以醇或胺為起始劑，由環氧乙烷、環氧丙烷、環氧丁烷、四氫呋喃和長鏈a-烯烴氧化物等其中的一種或幾種單體加成(共)聚合而得的(共)聚合物。聚醚的口服毒性非常低，其降解性取決于分子量的大小和支鏈化程度。(3)酯類。酯類分子結構中含有較高活性的酯基基團，易于吸附在金屬表面形成牢固的潤滑劑膜，具有較好的摩擦潤滑性能。酯類突出的優點是具有較好的熱穩定性、低溫性能、生物降解性和低毒性。酯類具有較寬的液體范圍，較高的粘度指數，優良的粘溫性能和低溫性能。酯類的物理化學性質與其結構組成有密切的聯系，其粘度與粘度指數主要取決于分子形態。酯類的鏈長增加，粘度、粘度指數和傾點升高；加入側鏈，粘度升高，傾點下降，粘度指數也有提高；側鏈的位置離酯基越遠，對粘度與粘度指數影響越小。(4)聚a-烯烴(PAO)類。PAO是a_癸烯的低聚物，與傳統的礦物油相比，液體PAO具有優越的物理性質，如高閃點、高燃點、低傾點、高粘度指數和低揮發度等。與很多合成的和天然的酯類相比，PAO具有十分良好的熱穩定性、氧化穩定性和水解穩定性。液體PAO的生物降解性與其粘度有關，粘度增大，生物降解速度減慢。液體PAO對哺乳動物是無毒的，且沒有刺激性。以上四大類潤滑劑如果從可持續角度出發，植物油改性和酯類是最重要的研究方向。生物柴油來源于動植物油，其主要成分是脂肪酸甲酯，因此其既集合了植物油和酯類的優點，又克服了這兩類產品的不足。生物柴油來源于生物質提煉，是一種取之不盡，用之不竭的能源，在資源日益稀少的今天，有望取代石油成為替代燃料。此外，石油柴油燃燒不完全，對空氣污染嚴重，產生大量顆粒粉塵，碳排放量高，生物柴油克服了以上缺點，有害物排放大幅降低至10%，是一種優質的清潔能源。
技術實現思路
本專利技術的目的是在針對現有常用鉆井液油基潤滑劑原油、白油、柴油等降解緩慢、不可再生的不足，提供一種將生物柴油復配表面活性劑的。本專利技術通過以下技術方案達到的· 一種可降解的鉆井液潤滑劑，是由下列體積百分比的原料組成生物柴油為80、0% ；表面活性劑為5 10% ;水分為5 10%。所述生物柴油為利用動物或植物油脂生產的脂肪酸甲酯含量> 80%，凝點< 0°C，閃點> 140°C，十六烷值> 49 ;所述表面活性劑為兩種或多種非離子表面活性劑的復配組合。可降解的鉆井液潤滑劑制備方法是(I)將生物柴油置于攪拌釜，控制釜溫在25-30°C ；(2)避光、密封攪拌，至生物柴油成無沉淀均勻液體；(3)將復配非離子表面活性劑按照比例與水混合；(4)將表面活性劑的水溶液，緩慢滴入攪拌的生物柴油中；(5)滴加完畢，25-30°C保溫、避光、密封攪拌20-30分鐘；(6)至形成均勻油包水乳狀液得產品。本專利技術與現有技術相比具有如下優勢潤滑劑的主要成分為生物柴油，無熒光(熒光級別彡4)，可用于探井；生物柴油是可再生能源，可節約石化能源，利于可持續發展；生物柴油可降解(21天生物降解率為67. 5%)，對環境無害，廢棄鉆井液后續處理簡單；產品運輸、儲存、使用方便，不屬于危險品。潤滑性能好(加量2%，粘附系數降低率可達69. 23%)。具體實施例方式下面將通過具體實施對本專利技術作進一步說明(以下百分比均為體積百分比) 實施例I，按生物柴油80%、表面活性劑10%、水10%配置原料后，采用如下制備方法進行生產。(I)將生物柴油置于攪拌釜，控制釜溫在25°C ; (2)避光、密封攪拌25分鐘，至生物柴油成無沉淀均勻液體； (3)將復配非離子表面活性劑按照比例與水混合； (4)將表面活性劑的水溶液，緩慢滴入攪拌的生物柴油中； (5)滴加完畢，25°C保溫、避光、密封攪拌25分鐘； (6)至形成均勻油包水乳狀液(淡黃色或無色液體)，出料裝桶，即鉆井液潤滑劑成品。實施例2，按生物柴油90%、表面活性劑5%、水5%配置原料后，采用如下制備方法進行生產。(I)將生物柴油置于攪拌釜，控制釜溫在30°C ; (2)避光、密封攪拌30分鐘，至生物柴油成無沉淀均勻液體；(3)將復配非離子表面活性劑按照比例與水混合； (4)將表面活性劑的水溶液，緩慢滴入攪拌的生物柴油中； (5)滴加完畢，30°C保溫、避光、密封攪拌30分鐘； (6)至形成均勻油包水乳狀液(淡黃色或無色液體)，出料裝桶，即鉆井液潤滑劑成品。實施例3，按生物柴油85%、表面活性劑7. 5%、水7. 5%配置原料后，采用如下制備方法進行生產。(I)將生物柴油置于攪拌釜，控制釜溫在28°C ; (2)避光、密封攪拌25分鐘，至生物柴油成無沉淀均勻液體； (3)將復配非離子表面活性劑按照比例與水混合； (4)將表面活性劑的水溶液，緩慢滴入攪拌的生物柴油中； (5)滴加完畢，30°C保溫、避光、密封攪拌30分鐘； (6)至形成均勻油包水乳狀液(淡黃色或無色液體)，出料裝桶，即鉆井液潤滑劑成品。上述實施例中的生物柴油為餐飲業回收油，主要成分為脂肪酸甲酯(含量>80%)，凝點<0°C，閃點> 140°C，十六烷值>49。所述表面活性劑為兩種或多種非離子表面活性劑的復配組合，如非離子表面活性劑聚乙二醇辛基苯基醚(0P - 10)和司盤系列(SP-60、SP-80)按1:1的復配，再如0P-10與吐溫系列(T-60/T-80)按4:6的復配，這對本領域技術人員可以進行多種選擇，不一一列舉。通過上述方法生產的鉆井液潤滑劑，其性能如下 I、可生物降解性能 本性能測試采用改進的Sturm試驗方法，其原理是將生物柴油作為唯一的碳源和能量，接種到已加入一定體積微生物無機營養液中進行培養，并通入不含CO2的空氣，以維持微生物新陳代謝所需本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可降解的鉆井液潤滑劑，其特征是由下列體積百分比的原料組成：?生物柴油為80~90%；表面活性劑為5~10%；水分為5~10%。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭成勝，藍強，李公讓，李海斌，張敬輝，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院，
類型：發明
國別省市：