钻井液润滑剂RHB的制备与性能评价

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1、2014年1月西安石油大学学报(自然科学版)Jan．2014第29卷第1期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vol_29No．1文章编号：1673-064X(2014)01-0089-05钻井液润滑剂RH．B的制备与性能评价刘娜娜，王菲，张宇，孙霄伟，张群正(1．西安石油大学化学化工学院，陕西西安710065；2．延安石油化工厂，陕西延安727406；3．川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院长庆分院钻井液所，陕西西安710018)摘要：利用地沟油、二乙二醇进行酯交换反应生成直链的酯类产物，利用单质硫将

2、直链酯类产物部分转变为网状酯类，用石墨进行复配得到钻井液润滑剂RH．B。对润滑剂RH．B的润滑性能进行了评价。结果表明，当润滑剂RH—B质量分数为1％时，可显著提高淡水钻井液的润滑性能，其润滑系数降低率达到86．19％；质量分数为2％时可显著提高海水钻井液的润滑性能，其润滑系数降低率达到63．4％；对钻井液的表观黏度和滤失量影响较小；无毒无污染，荧光级别较低。关键词：钻井液润滑剂；地沟油；化学改性；润滑性能评价中图分类号：TE254文献标识码：A．钻井液润滑剂是一种重要的钻井液添加剂，其RY一838，其荧光级别较低，稳定性较好，在质量分作用是改善钻井液润滑性能，减小钻具、

3、套管与井壁数为0．5％时有良好的润滑效果。吕开河等利用之间的摩擦。目前，石油及天然气的勘测，主要通过植物油、脂肪醇、液体石蜡和表面活性剂为原料制备荧光对地层进行分析。传统的钻井液润滑剂大多含了防塌润滑剂FYJH一2，具有很强的抑制作用，可显有矿物油组分，有较高的荧光级别，对地质数据的分著降低钻井液的摩擦系数，且无毒、易生物降解，满析和评价影响较大。另外，随着对环境保护的日益足环境要求。王万杰等利用植物油、石墨、蛇纹重视，传统的矿物油基润滑剂造成的环境污染问题石等合成的钻井液用植物油润滑剂，在植物油高温越来越受到人们的关注。氧化后仍具有良好的抗磨减摩性能。冯军勇等_6地沟油

4、的主要组分为植物油，具有较低的荧光用长链有机酸型油性剂和合成酯性油性剂、乳化剂级别，良好的润滑性能，无毒，可生物降解，可再生，制成的复配物，可用于高密度钻井液。本文以精制对环境友好，具有良好的发展前景_1J。然而，未改后的地沟油为原料与二乙二醇反应生成单链的酯，性的地沟油在碱性环境中易皂化，生成阴离子型硬再与硫磺进行硫化反应引入活性元素硫，以油溶性脂酸盐表面活性剂；易氧化，使润滑剂的润滑性能大树脂和石墨进行复配，制备出既抗高温又抗高压的大降低。地沟油的不良性能可通过化学和物理环保型钻井液润滑剂产品。等方法进行改性。近几年，国内在钻井液润滑剂方面开展了一系列卓有成效的研究工

5、作，其中一些研1实验部分究已取得了良好的现场应用效果，为钻井液润滑剂技术的进步奠定了基础。郝宗香等利用改性植1．1主要试剂和仪器物油和多羟基胺反应研制出了低荧光水基润滑剂主要原料：地沟油、二乙二醇、升华硫、油溶性树收稿日期：2013-06-25基金项目：陕西省“13115”科技创新工程重大科技专项(编号：No．2010ZDKG一46)；陕西省西安市科学技术局研究项目(编号：CX12184(5))作者简介：刘娜娜(1988-)，女，硕士，主要从事油田化学品的合成及应用研究。E-mail：qzzhang@xsyu．edu．en一9O一西安石油大学学报(自然科学版)脂、石墨粉、

6、乙醇胺、钠膨润土。为：粗制地沟油一真空抽滤一水洗一脱色一静置分主要仪器：PartNo111—00—1型极压润滑仪、层一真空干燥一精制地沟油。ZNN—D6型六速旋转黏度计、ZNS一2型常温中压1．2．2主要化学反应方程式降滤失仪、GW300型滚子加热炉。(1)酯交换反应植物油与二乙二醇进行单纯1．2钻井液润滑剂RH-B的制备的酯交换反应，可以降低植物油的黏度，提高产品的1．2．1地沟油的精制工艺地沟油成分复杂，杂质低温性能。通过酯交换使支链酯类变为直链的较多，在使用前需要对其进行处理。处理工艺流程酯，其反应方程式如下：fj-。01一一。H。。C．一on”l110～130℃i

7、『i『IH{一。+{R一一。邓一一。一8一⋯{一o“IⅣOJH2H2一oH分子式中R=R，R，R。R，R：，R，都是脂肪饱和键的消除反应驯，反应温度一般在140—160酸上的烃基，其碳原子数可以不同，但脂肪酸总碳原℃时，硫开始与生物油双键反应。但当温度高于㈣一。o～一．子数均为偶碳数，例如C、CC、C、C2o等。200℃，氢会被硫取代，释放出硫化氢，因此反应温(2)轻度硫化反应元素S与上述产物R(不度不宜过高H。其反应方程式如下(以油酸上的不饱和烃基)中的双键加成生成硫化生物油产品是不饱和烃基为例)：OO．．c⋯H3(⋯cH⋯