[发明专利]钻井液添加剂组合物及其应用以及油基钻井液及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及石油工业的钻井领域，具体地，涉及一种钻井液添加剂组合物及其应用以及油基钻井液及其应用。

背景技术

在钻井过程中，旋转的钻柱不可避免地会与套管或岩石井壁发生接触，这必然会产生摩擦力，导致扭矩的增加、钻速的降低和钻具的磨损。当摩擦力过大时，甚至会导致起下钻困难、井壁坍塌或卡钻等井下复杂情况的出现。因此，在钻井时钻井液中经常需要加入润滑剂来改善体系的润滑性能，减少钻井过程中的摩擦阻力，防止卡钻等井下复杂情况的发生，保证安全、快速地钻井。

目前水基钻井液润滑剂种类繁多且应用广泛，而油基钻井液由于其自身润滑性能优良的特点，一直鲜有针对油基钻井液润滑剂的研究和产品。但是随着钻井深度和难度的日益提高，特别是超深井、大位移井、水平井和丛式井越来越多的被钻探，即使是油基钻井液也无法很好地解决钻井过程产生的高扭矩和严重的磨损的问题，也会时常发生井壁坍塌、粘附卡钻等井下事故。

发明内容

本发明的目的提供一种适用于油基钻井液的钻井液添加剂组合物及其应用以及油基钻井液及其应用。

为了实现上述目的，本发明提供一种钻井液添加剂组合物，该组合物含有润滑剂、乳化剂和提切剂，其特征在于，该润滑剂含有：氧化石墨和双季铵盐类化合物，所述双季铵盐类化合物的阳离子部分如式(1)所示：

式(1)

其中，各个R¹各自独立地选自氢、羟基、卤素、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基和C1-C6的羟烷基；各个R²各自独立地选自氢和C1-C6的烷基；各个R³各自独立地选自氢、C1-C20的烷基和C1-C20的羟烷基；

所述乳化剂为下式(I)所示的化合物中的一种或多种：

式(I)

式(I)中，两个R₁各自独立地选自任选被基团Y取代的C14-C30的烷基和任选被基团Y取代的具有碳碳双键的C14-C30的不饱和烷基，基团Y各自独立选自以下式所示的基团：

n为1-8的整数；n个X'各自独立地选自H和-C(O)-R₂，且至少有一个X'为-C(O)-R₂，R₂选自羧基、C1-C6的烷基、C3-C8的环烷基、被羧基取代的C1-C6的烷基、被羧基取代的C3-C8的环烷基、被羧基和C1-C4的烷基取代的C3-C8的环烷基、具有碳碳双键的C2-C6的不饱和烷基、具有碳碳双键的C3-C8的不饱和环烷基、被羧基取代的且具有碳碳双键的C2-C6的不饱和烷基、以及被羧基和C1-C4的烷基取代的且具有碳碳双键的C3-C8的不饱和环烷基；

所述提切剂为二聚酸-有机胺共聚物，该共聚物包括来自二聚酸的结构单元、来自烷基胺的结构单元以及来自芳香胺的结构单元，其中，所述二聚酸为油酸和亚油酸的二聚体，所述烷基胺为C10-C20的烷基伯胺中的一种或多种，所述芳香胺为苯胺和苯环上被C1-C3的烷基单点取代的或多点取代的苯胺中的一种或多种。

本发明还提供了上述组合物在在油气钻井中作为钻井液的处理剂的应用。

本发明还提供了一种油基钻井液，该钻井液含有上述组合物。

本发明还提供了上述油基钻井液在油气钻井中的应用。

本发明所提供的组合物，含有能够相互协同地配合以改进钻井液性能的乳化剂、提切剂和可以理解为一种纳米杂化材料的润滑剂，将含有本发明的组合物的油基钻井液可以具有较低的润滑系数，较好的流变性能，具有优良的热稳定性，适于高温作业。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的制备例所得的氧化石墨的500倍放大SEM图。

图2是本发明的制备例所得的氧化石墨的10000倍放大SEM图。

图3是本发明的实施例1所得的润滑剂的250倍放大SEM图。

图4是本发明的实施例1所得的润滑剂的10000倍放大SEM图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。