新型植物油钻井液润滑剂的研究与应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第32卷第3期钻井液与完井液、，01．32No．32015年5月DRILLINGFLUID&C0MPLETIONFLUIDMav2015doi：10．3696~．issn．1001—5620．2015．03．011新型植物油钻井液润滑剂的研究与应用祁亚男，吕振华，严波，郭保雨，孙庆林(胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司，山东东营)祁亚男等．新型植物油钻井液润滑剂的研究与应用【J]．钻井液与完井液，2015，32(3)：39．41．摘要以废弃植物油脂为原料，通过将废弃植物油脂与相对分子量较小的醇类进行酯化或者酯交换反应，生成长链的脂肪酸酯，并经过表面

2、活性剂和抗高温处理，制得一种新型植物油钻井液润滑剂。在常温下，6％膨润土浆中加入1％该润滑剂后，极压润滑系数可降低85％～88％，黏附系数可降低78％～86％；该润滑剂抗温达140℃，抗盐达10％，荧光级别为3级，。值在50000mg／L以上，与聚合物、聚磺钻井液的配伍性好。该润滑剂在胜利油田桩23、菜87区块进行了现场应用，降低了钻井摩阻，缩短了钻井周期。桩23区块使用该润滑剂后，原油用量减少了一半以上，甚至可完全不用原油，井深3900m的试验井平均建井周期从33．55d缩短为29．11d，缩短了10％以上；莱87区块井深为3100rn的井，平均建井周期缩短了22．1％，钻井液成本降

3、低了9．8％。废弃植物油的利用，节约了能源，有利于环境保护。关键词废弃植物油；钻井液润滑剂；定向井；水平井；环境保护中图分类号：TE254_3TE924文献标识码：A文章编号：1001．5620(2015)03．0039．03近年来定向井、水平井钻井技术大面积推广应个碳原子的烷基。用，钻井摩阻问题尤为突出，如何降低钻井摩阻，提1．2植物油润滑剂的合成高钻井液的润滑性能，成为定向井、水平井钻井的关①去除杂质：废弃植物油经沉降、离心去除泥键[1】。提高钻井液润滑性最有效的方法是添加钻井液砂和水分等杂质。②化学反应：除杂质后的废弃植物润滑剂，目前，国内外利用油脂工业下脚料进行精细油，加入一定

4、量小分子醇类(如甲醇)和催化剂，在化工合成是钻井液润滑剂的发展方向[2-3]o中国每年60～120oC下反应3～8h。③产物精制：产物经沉收集起来作为废弃油脂的量在400万t左右[4】，因此，降、分离、精制，去除未反应的小分子醇。④改性处将废弃植物油与有机物的混合物进行化学反应，再加理：加入一定量表面活性剂和抗高温处理剂进行改性以改性处理，合成出一种新型、高效、环保的钻井液处理。润滑剂具有重要意义[5-6]。1．3植物油润滑剂的评价1室内研究1．3．1抗温能力实验使用的基浆为6％钠膨润土浆，植物油润1．1新型植物油润滑剂的合成原理滑剂的加量为1％，测定钻井液在不同温度下的极压酯化反应：

5、R1COOH+R2OHR1COOR2+H2O润滑系数和黏附系数，结果见表1。由表1可以看酯交换反应：出，该润滑剂在高温下的润滑效果非常明显；120cI二C3H5(R1COO)3+3R2OHRlCOOR2+C3H5(OH)3时，极压润滑系数和黏附系数的降低率高达89．71％其中RCOOH及CH(RCOO)为废弃植物油的主和85．71％；虽然温度超过130℃后，润滑效果随温要成分，R1优选为8～20个碳原子的烷基，R2为1～6度升高而降低，但温度为140℃时，润滑效果仍然良基金项目：胜利石油工程有限公司科技攻关项目(GC1204o第一作者简介：祁亚男，工程师，1987年生，2010年毕业于

6、天津科技大学应用化学专业，现于胜利石油工程有限公司钻井工程技术公司泥浆公司从事钻井液与完井液、储层保护研究工作。地址：山东省东营市勘探路37号；邮政编码257064；电话(0546)8721047／18654694379；E-mail：qiyanan87@163．tom。学兔兔www.xuetutu.com40钴井液与完井液2015年5月好，能够满足现场需求。从表3可以看出，常用的油基钻井液润滑剂黏附系数降低率大多在40％左右，而植物油润滑剂既能表1植物油润滑剂在淡水基浆中的抗温能力降低极压润滑系数，又能降低黏附系数，润滑效果更好。其荧光级别低，不会影响地质录井。并且EC5。不小于50

7、000mg／L，符合安全排放标准。1_3．4配伍性评价将植物油润滑剂加入不同的钻井液体系中，测其流变性能、滤失量和润滑系数，结果见表4。表4植物油润滑剂的配伍性评价1．3．2抗盐污染能力表2是1％植物油润滑剂对不同盐含量的钻井液极压润滑系数和黏附系数的测定结果。由表2可以看出，在盐水钻井液中，植物油润滑剂的润滑效果明显，但盐含量超过15％时，润滑效果降低。表2植物油润滑剂的抗盐污染能力评价由表4可以看出，植物油润滑剂与钻井液中的其它处理剂配伍性