本發明公開了一種鉆井液潤滑劑的制備方法，屬于鉆井液添加劑制備技術領域。
背景技術：
鉆井液是一種在鉆井過程中具有攜帶鉆屑、冷卻潤滑鉆頭、平衡地層壓力、保護井壁穩定及保護油層不受傷害等多種作用的工作流體，其性能直接影響到鉆井效率、井下安全和成本控制，是鉆井工程技術的重要組成部分。
近年來定向井、水平井鉆井技術大面積推廣應用，鉆井摩阻問題尤為突出，如何降低鉆井摩阻，提高鉆井液的潤滑性能，成為定向井、水平井鉆井的關鍵。而提高鉆井液潤滑性最有效的方法是添加鉆井液潤滑劑。
鉆井液潤滑劑是一種重要的鉆井液化學處理劑，它的作用是改善鉆井液潤滑性，降低井壁與鉆具之間的摩擦，降低鉆柱旋轉扭矩和起下鉆阻力，從而減少卡鉆事故的發生。發展至今，鉆井液潤滑劑種類非常繁多，目前常用的鉆井液潤滑劑有礦物油類、植物油類、聚合醇類以及乳化石蠟類。
然而，現有的鉆井液潤滑劑潤滑性能單一，僅起到降低鉆具與套管井壁間摩擦，或僅起到降低鉆具與裸眼井壁間的摩擦，兩種潤滑功能兼顧的潤滑劑較少，同時潤滑劑的抗溫能力差，在鉆井液中經120℃高溫老化一段時間后，潤滑劑易分解，潤滑能力大幅度降低，容易引起鉆井液起泡。因此，開發一種抗高溫老化性能優異、具有綜合潤滑作用的鉆井液潤滑劑產品對于油田鉆井具有重要意義。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題：針對現有的鉆井液潤滑劑高溫老化環境下潤滑劑易分解，且潤滑能力大幅度降低，容易引起鉆井液起泡的缺陷，提供一種利用多種廢油制備鉆井液潤滑劑的方法，本發明先將地溝油、二氯甲烷攪拌反應后蒸餾，將所得反應物和環氧丙烷加熱反應，再加入硼酸、四氯化碳等加熱回流反應，過濾并得濾液蒸餾得改性劑，再將廢棄的菜籽油煎炸油與豬油加熱過濾，得濾液與沸石、檸檬酸等反應，將所得改性混合油與改性劑、椰子油脂肪酸單乙醇酰胺等攪拌出料，即可得鉆井液潤滑劑，本發明制得的鉆井液潤滑劑具有較好的抗高溫、耐老化作用，在高溫環境下不易分解失效，不會引起鉆井液發泡現象，且綜合潤滑性能較好。
為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：
（1）按質量比2:1，分別稱取地溝油和二氯甲烷加入到三口燒瓶中，攪拌混合后加入五硫化二磷，繼續攪拌后放入水浴鍋中，升溫后攪拌反應，取出三口燒瓶中的產物并減壓蒸餾，得反應物；
（2）按質量比1:2將反應物和環氧丙烷混合，并裝入四口燒瓶中，攪拌混合并放入水浴鍋中，加熱，攪拌反應后冷卻至室溫得反應液，向四口燒瓶中加入硼酸、四氯化碳和質量分數為95%硫酸溶液，加熱回流，回流反應后趁熱過濾，得濾液，再減壓蒸餾得改性劑；
（3）按質量比3:1，分別稱取廢棄的菜籽油煎炸油和豬油混合，加熱后趁熱過濾，得混合油，向混合油中加入沸石、檸檬酸和丁二酰亞胺，先加熱至80～90℃，保溫攪拌40～50min，再升溫至120～130℃，并加入鄰苯二胺，保溫攪拌后冷卻至室溫，得改性混合油；
（4）將改性混合油加熱至80～90℃后依次加入改性劑和二甲基硅油，保溫攪拌混合后加入吐溫-80和椰子油脂肪酸單乙醇酰胺，攪拌2～3h后冷卻至室溫，即可得到一種鉆井液潤滑劑。
步驟（1）中所述的五硫化二磷質量為地溝油質量2～5%，升高水浴溫度為80～85℃，反應時間為1～2h。
步驟（2）中所述的水浴溫度為60～70℃，反應時間為2～3h。
步驟（2）中所述的硼酸質量為反應液質量20～30%，四氯化碳質量為硼酸質量1～2倍，質量分數為95%硫酸溶液質量為硼酸質量0.3～0.5%。
步驟（2）中所述的回流反應時間為3～5h。
步驟（3）中所述的加熱溫度為60～80℃。
步驟（3）中所述的沸石質量為豬油質量0.1～0.3%，檸檬酸質量為豬油質量4～8%，丁二酰亞胺質量為豬油質量3～5%。
步驟（3）中所述的鄰苯二胺質量為豬油質量1.8～2.0倍。
步驟（4）中所述的改性劑質量為改性混合油質量10～12%，二甲基硅油為改性混合油質量2～4%，吐溫-80質量為改性混合油質量5～10%，椰子油脂肪酸單乙醇酰胺質量為改性混合油質量4～8%。
本發明的有益效果是：
（1）本發明先利用五硫化二磷對地溝油進行改性，再將改性的地溝油和環氧丙烷進行反應，得到氯化地溝油酸酯，反應后分別加入硼酸和硫酸，制得含硼的改性劑，該改性劑添加在鉆井液潤滑油中不僅熱穩定性能較好，還具有減摩、抗氧化、抗老化的效果，且綠色環保，易降解；
（2）本發明利用廢棄的菜籽油煎炸油和豬油混合為原料，利用丁二酰亞胺在加熱條件下對混合油進行改性，使丁二酰亞胺與混合油中的脂肪酸甘油三酯發生化學反應，最終得到了水溶性改性混合油，利用改性混合油制備得到的鉆井液潤滑劑添加在鉆井液中，其極性基團會吸附在鉆具表面上，同時非極性基朝外，可在鉆具表面上形成很厚的油膜，從而能大大減小鉆具同井壁的摩擦力，達到良好的潤滑效果；
（3）本發明利用廢棄的菜籽油煎炸油和豬油制成的混合油為原料，合成的鉆井液潤滑劑具有水溶性、低起泡性、高效的潤滑性，同時添加地溝油制得的改性劑，可以與混合油之間有很強的互溶性，從而在混合油中添加活性元素，增加混合油的極性基團，使制備得到的鉆井液潤滑劑的抗高溫、耐老化性能較好，并且具有優良的綜合潤滑性能，能有效降低鉆井液基漿的粘附系數及摩阻系數，起到潤滑鉆具和井壁的作用。
具體實施方式
按質量比2:1，分別稱取地溝油和二氯甲烷加入到三口燒瓶中，攪拌混合10～15min后加入地溝油質量2～5%五硫化二磷，繼續攪拌15～20min后放入水浴鍋中，升溫至80～85℃，保溫攪拌反應1～2h后將三口燒瓶中的產物在50～100pa條件下減壓蒸餾20～30min，蒸餾后得反應物，按質量比1:2將反應物和環氧丙烷混合，并裝入四口燒瓶中，以500～600r/min轉速攪拌混合20～30min，攪拌結束后放入水浴鍋中加熱至60～70℃，攪拌反應2～3h，反應結束后冷卻至室溫得反應液，向四口燒瓶中加入反應液質量20～30%硼酸，混合10～15min后安裝分水器在四口燒瓶上，并向四口燒瓶中依次加入硼酸質量1～2倍四氯化碳和硼酸質量0.3～0.5%質量分數為95%硫酸溶液，加熱至回流，回流反應3～5h，反應結束后趁熱過濾，得濾液，并在30～50pa下減壓蒸餾20～30min，得改性劑，按質量比3:1，分別稱取廢棄的菜籽油煎炸油和豬油混合，加熱至60～80℃后趁熱過濾，得混合油，向混合油中加入豬油質量0.1～0.3%沸石、豬油質量4～8%檸檬酸和豬油質量3～5%丁二酰亞胺，先加熱至80～90℃，保溫攪拌40～50min，隨后以3～5℃/min升溫速率升溫至120～130℃，加入豬油質量1.8～2.0倍鄰苯二胺后保溫攪拌2～3h，攪拌后冷卻至室溫，得改性混合油，取改性混合油，加熱至80～90℃后加入改性混合油質量10～12%改性劑和改性混合油質量2～4%二甲基硅油，保溫攪拌混合1～2h，攪拌后加入改性混合油5～10%吐溫-80和改性混合油4～8%椰子油脂肪酸單乙醇酰胺，以600～800r/min轉速攪拌2～3h，攪拌后冷卻至室溫，即可得到一種鉆井液潤滑劑。
實例1
按質量比2:1，分別稱取地溝油和二氯甲烷加入到三口燒瓶中，攪拌混合10min后加入地溝油質量2%五硫化二磷，繼續攪拌15min后放入水浴鍋中，升溫至80℃，保溫攪拌反應1h后將三口燒瓶中的產物在50pa條件下減壓蒸餾20min，蒸餾后得反應物，按質量比1:2將反應物和環氧丙烷混合，并裝入三口燒瓶中，以500r/min轉速攪拌混合20min，攪拌結束后放入水浴鍋中加熱至60℃，攪拌反應2h，反應結束后冷卻至室溫得反應液，向三口燒瓶中加入反應液質量20%硼酸，混合10min后安裝分水器在三口燒瓶上，并向三口燒瓶中依次加入硼酸質量1倍四氯化碳和硼酸質量0.3%質量分數為95%硫酸溶液，加熱至回流，回流反應3h，反應結束后趁熱過濾，得濾液，并在30pa下減壓蒸餾20min，得改性劑，按質量比3:1，分別稱取廢棄的菜籽油煎炸油和豬油混合，加熱至60℃后趁熱過濾，得混合油，向混合油中加入豬油質量0.1%沸石、豬油質量4%檸檬酸和豬油質量3%丁二酰亞胺，先加熱至80℃，保溫攪拌40min，隨后以3℃/min升溫速率升溫至120℃，加入豬油質量1.8倍鄰苯二胺后保溫攪拌2h，攪拌后冷卻至室溫，得改性混合油，取改性混合油，加熱至80℃后加入改性混合油質量10%改性劑和改性混合油質量2%二甲基硅油，保溫攪拌混合1h，攪拌后加入改性混合油5%吐溫-80和改性混合油4%椰子油脂肪酸單乙醇酰胺，以600r/min轉速攪拌2h，攪拌后冷卻至室溫，即可得到一種鉆井液潤滑劑。
首先按質量比1:100，將本發明制得的鉆井液潤滑劑與鉆井液混合均勻，得鉆井混合液，隨后將所得鉆井混合液加入鉆井液罐中，并利用泵送方式將鉆井混合液泵送入鉆井設備中，對井深為2700m，井斜為36°的定向井進行鉆井即可。經檢測，本發明鉆井液潤滑劑具有較好的潤滑作用，能有效降低鉆具與套管井壁以及鉆具與裸眼井壁的摩擦，使用傳統鉆井液潤滑劑極壓摩阻降低率僅為85%，使用本發明鉆井液潤滑劑極壓摩阻降低率可達90%，使用傳統鉆井液潤滑劑泥餅粘附摩阻降低率為81%，使用本發明鉆井液潤滑劑泥餅粘附摩阻降低率可達80%，同時本發明鉆井液潤滑劑具有較好的抗高溫老化性能，能在180℃環境下，經過16h高溫熱滾后依然保持良好的潤滑性能，完全滿足目前復雜井對鉆井液潤滑劑的需要。
實例2
按質量比2:1，分別稱取地溝油和二氯甲烷加入到三口燒瓶中，攪拌混合10～15min后加入地溝油質量2～5%五硫化二磷，繼續攪拌15～20min后放入水浴鍋中，升溫至80～85℃，保溫攪拌反應1～2h后將三口燒瓶中的產物在50～100pa條件下減壓蒸餾20～30min，蒸餾后得反應物，按質量比1:2將反應物和環氧丙烷混合，并裝入三口燒瓶中，以500～600r/min轉速攪拌混合20～30min，攪拌結束后放入水浴鍋中加熱至60～70℃，攪拌反應2～3h，反應結束后冷卻至室溫得反應液，向三口燒瓶中加入反應液質量20～30%硼酸，混合10～15min后安裝分水器在三口燒瓶上，并向三口燒瓶中依次加入硼酸質量1～2倍四氯化碳和硼酸質量0.3～0.5%質量分數為95%硫酸溶液，加熱至回流，回流反應3～5h，反應結束后趁熱過濾，得濾液，并在30～50pa下減壓蒸餾20～30min，得改性劑，按質量比3:1，分別稱取廢棄的菜籽油煎炸油和豬油混合，加熱至60～80℃后趁熱過濾，得混合油，向混合油中加入豬油質量0.1～0.3%沸石、豬油質量4～8%檸檬酸和豬油質量3～5%丁二酰亞胺，先加熱至80～90℃，保溫攪拌40～50min，隨后以3～5℃/min升溫速率升溫至120～130℃，加入豬油質量1.8～2.0倍鄰苯二胺后保溫攪拌2～3h，攪拌后冷卻至室溫，得改性混合油，取改性混合油，加熱至80～90℃后加入改性混合油質量10～12%改性劑和改性混合油質量2～4%二甲基硅油，保溫攪拌混合1～2h，攪拌后加入改性混合油5～10%吐溫-80和改性混合油4～8%椰子油脂肪酸單乙醇酰胺，以600～800r/min轉速攪拌2～3h，攪拌后冷卻至室溫，即可得到一種鉆井液潤滑劑。
首先按質量比1:150，將本發明制得的鉆井液潤滑劑與鉆井液混合均勻，得鉆井混合液，隨后將所得鉆井混合液加入鉆井液罐中，并利用泵送方式將鉆井混合液泵送入鉆井設備中，對井深為2850m，井斜為37°的定向井進行鉆井即可。經檢測，本發明鉆井液潤滑劑具有較好的潤滑作用，能有效降低鉆具與套管井壁以及鉆具與裸眼井壁的摩擦，使用傳統鉆井液潤滑劑極壓摩阻降低率僅為87%，使用本發明鉆井液潤滑劑極壓摩阻降低率可達93%，使用傳統鉆井液潤滑劑泥餅粘附摩阻降低率為81%，使用本發明鉆井液潤滑劑泥餅粘附摩阻降低率可達83%，同時本發明鉆井液潤滑劑具有較好的抗高溫老化性能，能在200℃環境下，經過20h高溫熱滾后依然保持良好的潤滑性能，完全滿足目前復雜井對鉆井液潤滑劑的需要。
實例3
按質量比2:1，分別稱取地溝油和二氯甲烷加入到三口燒瓶中，攪拌混合10～15min后加入地溝油質量2～5%五硫化二磷，繼續攪拌15～20min后放入水浴鍋中，升溫至80～85℃，保溫攪拌反應1～2h后將三口燒瓶中的產物在50～100pa條件下減壓蒸餾20～30min，蒸餾后得反應物，按質量比1:2將反應物和環氧丙烷混合，并裝入三口燒瓶中，以500～600r/min轉速攪拌混合20～30min，攪拌結束后放入水浴鍋中加熱至60～70℃，攪拌反應2～3h，反應結束后冷卻至室溫得反應液，向三口燒瓶中加入反應液質量20～30%硼酸，混合10～15min后安裝分水器在三口燒瓶上，并向三口燒瓶中依次加入硼酸質量1～2倍四氯化碳和硼酸質量0.3～0.5%質量分數為95%硫酸溶液，加熱至回流，回流反應3～5h，反應結束后趁熱過濾，得濾液，并在30～50pa下減壓蒸餾20～30min，得改性劑，按質量比3:1，分別稱取廢棄的菜籽油煎炸油和豬油混合，加熱至60～80℃后趁熱過濾，得混合油，向混合油中加入豬油質量0.1～0.3%沸石、豬油質量4～8%檸檬酸和豬油質量3～5%丁二酰亞胺，先加熱至80～90℃，保溫攪拌40～50min，隨后以3～5℃/min升溫速率升溫至120～130℃，加入豬油質量1.8～2.0倍鄰苯二胺后保溫攪拌2～3h，攪拌后冷卻至室溫，得改性混合油，取改性混合油，加熱至80～90℃后加入改性混合油質量10～12%改性劑和改性混合油質量2～4%二甲基硅油，保溫攪拌混合1～2h，攪拌后加入改性混合油5～10%吐溫-80和改性混合油4～8%椰子油脂肪酸單乙醇酰胺，以600～800r/min轉速攪拌2～3h，攪拌后冷卻至室溫，即可得到一種鉆井液潤滑劑。
首先按質量比1:200，將本發明制得的鉆井液潤滑劑與鉆井液混合均勻，得鉆井混合液，隨后將所得鉆井混合液加入鉆井液罐中，并利用泵送方式將鉆井混合液泵送入鉆井設備中，對井深為3000m，井斜為38°的定向井進行鉆井即可。經檢測，本發明鉆井液潤滑劑具有較好的潤滑作用，能有效降低鉆具與套管井壁以及鉆具與裸眼井壁的摩擦，使用傳統鉆井液潤滑劑極壓摩阻降低率僅為89%，使用本發明鉆井液潤滑劑極壓摩阻降低率可達96%，使用傳統鉆井液潤滑劑泥餅粘附摩阻降低率為81%，使用本發明鉆井液潤滑劑泥餅粘附摩阻降低率可達85%，同時本發明鉆井液潤滑劑具有較好的抗高溫老化性能，能在220℃環境下，經過24h高溫熱滾后依然保持良好的潤滑性能，完全滿足目前復雜井對鉆井液潤滑劑的需要。