钻井液润滑剂研究进展

随着大位移井、水平井、深井及超深井的钻探力度不断加强,钻井摩阻过大与井下安全的问题越来越突出。在钻进过程中,通过向钻井液中添加润滑剂以降低井下摩阻是预防和解决钻井安全问题的主要技术手段之一。本文介绍了钻井液润滑剂的种类和作用机理,对钻井液润滑剂的发展历程和研究现状进行了综述,并对未来的发展方向提出了建议,希望有助于发展钻井液润滑剂及其应用技术。     

钻井液用润滑剂研究进展

钻井润滑剂的种类非常多,不同的润滑剂其功效千差万别,包括添加矿物油类、添加动植物油脂的,以及其他添加表面活性剂类的多种钻井润滑剂。随着近些年的经济发展越来越好,国家对环境生态的重视程度越来越高,因此各方面的发展都以环保为主要要求和目的,钻井润滑剂的发展也是如此。     

环境友好钻井液润滑剂综述

概述了环境友好钻井液润滑剂的概念以及环境对钻井液润滑剂可接受性检测方法即生物降解和生态毒性试验方法。对目前出现的可生物降解性钻井液润滑剂进行了介绍。     

苏联钻井液润滑剂近况简述

概述了苏联1987年以来发展钻井液润滑剂的一般情况,简介了聚合物、工业下脚料、脂肪酸、油以及固体类10多种润滑剂配方或制备方法,旨在为国内钻井液行业及相关研究人员提供参考信息。其中,对??系列润滑剂和苏/德联合开发的新型润滑剂??8101作了详细说明。根据文献调研结果,提出了对苏联钻井液润滑剂之技术发展状况的几点评价意见。     

硅酸盐钻井液用多功能润滑剂

北部湾盆地特殊地层特性导致钻井作业时井壁失稳情况频发,故引入具有“封固”优势的硅酸盐钻井液体系,但硅酸盐钻井液本身自带严重缺陷,即润滑与滤失问题。为了解决这些问题,研制出了一种ALM多功能润滑剂。室内研究结果表明: ALM多功能润滑剂具有优秀的润滑性能、抗磨性能,能抑制储层段掉块岩样水化分散;与硅酸盐体系配伍性良好,同时能够发挥其膜效应,降低钻井液的滤失量,加入5% ALM多功能润滑剂可使硅酸盐体系API滤失量从4.0 mL降到2.1 mL,高温高压滤失量从16.3 mL降至6.8 mL,且对体系的流变性能无影响,润滑系数降低率为85.21%,改善了该体系的润滑和抑制性能。      

水基钻井液润滑剂研究进展与展望

为提高水基钻井液的润滑性,缓解日益突出的长水平段高摩阻问题,促进水平井钻井技术的持续发展,国内外开展了大量关于环保高性能水基钻井液润滑剂的研究。介绍了近年来国内外醇醚类、烷基糖苷类、改性植物油类、复配型、惰性固体类、囊包型润滑剂和极压润滑剂的最新研究进展,并评述了各自的优缺点,在此基础上对水基钻井液润滑剂的发展进行了展望。     

水基钻井液用抗盐润滑剂

我国钻井行业当前需要解决的重要课题之一是研制抗盐性能优良的钻井液用润滑剂,本文舅外部分抗盐润滑剂,包括妥尔油馏份复配物,石油馏份润滑油,脂肪酸类,脂肪醇类,磺酸钠和亚硫酸盐酒精度液等,并探讨我国研制这类润滑剂的可能性。     

水基钻井液润滑剂研究进展及发展趋势

水基钻井液中混入原油是目前国内深水平井钻井过程中为了降低扭矩和摩阻而普遍采取的钻井液措施,但原油不仅会对荧光录井造成干扰,而且易于造成严重的环境污染,因此研发能够有效代替原油的水基钻井液润滑剂具有重要的现实意义。本文介绍了近年来国内外水基钻井液润滑剂的研究进展,并通过对比不同类型润滑剂的优缺点,对水基钻井液润滑剂的发展进行了展望。     

钻井液固体润滑剂的试验研究

普通的钻井液润滑剂一般为液体．现场运输和使用不便．同时抗温性能较差。根据钻井液润滑剂的润滑机理，利用膨润土的膨胀性、吸附性、阳离子可交换性、分散性和悬浮性等特殊性能，以河北膨润土作为载体，采用物理和化学方法使膨润土与表面活性剂作用．合成了一种新型的钻井液固体润滑剂。室内试验结果表明．合成的钻井液固体润滑剂与市售类似产品相比具有润滑性能好、抗高温和使用方便等优点。采用X射线衍射、激光粒径、热重和差热试验对合成的润滑剂进行了结构和性能特征分析。激光粒径结果表明，该固体润滑剂粒径较小，活性剂含量较高．有很强的表面活性；X射线衍射证明．该固体润滑剂与膨润土(或有机膨润土)表现出不同的特征，X-射线衍射谱首峰宽而平．表现出弥散峰的特点．说明形成了非晶态物质．这种非晶物质具有很高的表面活性；热重和差热曲线证明．该固体润滑剂与膨润土(或有机膨润土)相比，有不同的吸附机理．因而吸附能力得到提高。     

氨解改性大豆卵磷脂钻井液润滑剂

大豆卵磷脂为双脂肪酸甘油磷脂衍生物,结构中富含磷酸酯基、羟基、氨基等润滑吸附基团,但是其结构中双脂肪酸甘油酯疏水性过强、分散性过低,无法直接作为钻井液润滑剂。将大豆卵磷脂、醇胺、催化剂、矿物油分散剂混合加热反应获得改性磷脂润滑剂,采用红外光谱与核磁共振磷谱分析了醇胺氨解大豆卵磷脂的机理。通过摩擦磨损实验确定了改性磷脂润滑剂的抗磨耐磨能力。对比其他市售润滑剂,分别测试了改性磷脂润滑剂的润滑性能、高温稳定性能、抗盐抗钙性能,最终测试了改性磷脂润滑剂对聚磺钻井液的配伍性能以及润滑提升能力。氨解改性工艺中醇胺的最佳加量为10%～25%,醇胺能够氨解大豆卵磷脂中脂肪酸酯形成脂肪酰胺,从而降低其结构中疏水脂肪链成分,提升其水分散性。氨解所形成的羟基进一步与磷酸酯阴离子发生分子内酯化反应形成五元环状磷酸酯,掩蔽磷酸酯阴离子。所形成的改性磷脂润滑剂具有优异的润滑性能、高温稳定性能、抗盐抗钙性能以及钻井液配伍性能,具有潜在钻井液润滑应用前景。      

钻井液润滑剂的现状及发展方向

钻井液润滑剂在国外有１５类１００多种，在国内有１０类４０余种，主要由矿物油、植物油及其油脚的改性产物、表面活性剂与有机物的混合物、合成脂类等精细化工产品及固体润滑剂组成。选用或研制润滑剂既要考虑直接成本问题，更要考虑环境保护和油气层保护问题。利用油脂工业下脚料进行精细化工合成是钻井液润滑剂的发展方向。在润滑剂性能评价方面，非润滑性项目测试日益受到重视，润滑性项目测试尚无规范可依。     

一种钻井液用高效抗磨润滑剂

长水平井段高摩阻扭矩及深井高温高压环境,对钻井液润滑剂的润滑抗磨能力提出了更高的要求。传统钻井液用润滑剂难以满足上述技术要求。基于“固-液”协同高效润滑技术思路,优选改性植物油MVO-3、改性可膨胀石墨GIC,结合分散剂、乳化剂的优选及制备条件的优化,研制出了一种高效抗磨润滑剂SDL-1。评价结果表明,5%淡水基浆、4%盐水浆中加入0.5% SDL-1时,其润滑系数降低率分别为不小于85%、大于70%。SDL-1与现场钻井液的配伍性良好,抗温达150℃,起泡率低,且荧光级别小于5级。销-盘式摩擦磨损实验结果表明,SDL-1的抗磨耐磨效果优良,润滑持效性较好,可有效缓解或解决复杂井高摩阻扭矩技术难题,具有良好的推广应用价值。      

基于老化油研制钻井液用润滑剂

油田地面生产的副产品老化油具有复杂的界面特性,脱水处理困难。利用老化油的乳化稳定性能,将老化 油用于制备钻井液用润滑剂,可避免脱出老化油中的泥、砂、水。优选了该润滑剂的组分及加量,评价了润滑剂 的性能。结果表明,基于老化油研制钻井液用润滑剂的乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚（OP-4）、润湿剂为十二烷基 苯磺酸钠（ABS）、稳定剂为羧甲基纤维素钠（Na-CMC）。最佳配方为：100 mL钻井液+3 mL老化油+1.5 g OP-4+ 0.15 g ABS+0.015 g Na-CMC。在膨润土基浆中加入润滑剂,体系的密度、表观黏度和泥饼黏附系数均符合企业 标准的要求。以老化油作为基础油研制钻井液用润滑剂是一种可行的老化油资源化处理方案。     

钻井液润滑剂RF的研制与应用

针对大庆油田的地质特点,为满足高密度钻井液润滑的需要,将润滑理论与钻井实际情况相结合,提出了引入活性元素改善润滑剂在钻具表面的吸附特性,并适当提高分子量以提高润滑剂的润滑效率。用极压润滑仪测定,该润滑剂密度在1.03~1.7g/cm3范围内可使钻井液的润滑系数保持在0.15以下,在钾铵、两性离子等体系中都不影响钻井液的其它性能。同时该润滑剂利用了植物油副产品及其衍生物,不仅降低了生产成本,而且符合环保要求。RF润滑剂具有作用时间长、作用效率高的特点,在大庆油田2口侧钻水平井和62口小     

环保型钻井液润滑剂的研究与应用

随着环保形式的日趋严格,各大油田公司对油气勘探与开发工程中的各项施工提出了更高的要求,"环保"逐渐成为油气勘探开发的核心技术之一。根据目前钻井施工过程中的工程需求和环保要求,以天然植物油为基础,通过低碳酸酯化反应,生成含较多活性的酯基基团的长链脂肪酸酯,配合不同的表面活性剂,研制一种具有较好的热稳定性、无毒、易生化降解的环保型钻井液润滑剂,在满足钻井工程需求的同时,达到目前环境保护要求。     

新型钻井液用润滑剂GXRH的研制

润滑剂GXRH是一种含高分子脂肪酸和脂化剂的聚酯化合物，亲油基团及亲水基团均为长链．使其在金属、岩石和粘土表面形成的吸附膜厚度增大，从而在高密度钻井液中能有较好的润滑性。该化合物具有较高的耐磨性。稳定性好，克服了天然脂肪酸易于水解、易与高价阳离子如钙、镁离子生成不溶性盐及在高密度钻井液中效能低等缺点，抗盐、抗温性能好。适用于各种钻井液体系，满足了高密度钻井液对润滑剂的要求。合成GXRH的原料为合成脂肪酸釜残。合成工艺简单，成本低；GXRH为直链化合物，无荧光。可降解达到环保要求。     

定向钻井施工中钻井液润滑剂的优选

介绍了行之有效的定向井润滑体系即液—固体润滑剂组合体系,浅井段宜用液体润滑剂,深井段以固体润滑剂为主,其中以RH8501—塑料球组合润滑体系的润滑防卡效果最好。11年来63口定向井的现场施工实践表明,液体润滑剂一般在增斜段第一只钻头起钻前加入,加量一般为0.5％～1％;固体润滑剂一般约在1200～1500m时加入,一般加量为1％～1.5％,井斜大于50°时,加量为1.5％～2％。当2.0～0.5mm和0.425～0.14mm粒径的球各占约50％时,能较好地满足定向井润滑防卡的要求。此外,RH8501—塑料球组合润滑体系无荧光干扰,适用于任何类别的井且对环境污染小,工艺简单,使用方便。     

含铜盐的钻井液用润滑剂

研究表明,采用含润滑剂的水基泥浆钻进时,虽钻头寿命可提高0.3-0.5倍,但钻头轴承的寿命却比其台架试验短得多,几乎下降了50-60%.显然,这种现像首先应从磨损机理寻求解释.通过进一步的试验研究,证明清水、烃基和水基泥浆等钻井液对摩擦过程的影响是可以控制的.如果金属表面形成的润滑膜可以变型并能在摩擦过程中自行恢复,即可大大减小磨     

钻井液用聚醚多元醇润滑剂SYT-2

报道了由EO和PO共聚得到的钻井液用聚醚多元醇润滑剂SYT 2的性能和应用。加入 0 .5～ 1.0 %SYT 2使 6 %膨润土浆的润滑系数 (0 .35 7)降低 83.3%～ 86 .5 % ,极压膜强度由 30 .2MPa升至 15 3～ 2 0 3MPa。在 4 %盐水浆中 ,1%～ 3%SYT 2使润滑系数 (0 .314 )降低 72 .9%～ 86 .5 % ,在 35 %盐水浆中 ,1%～ 5 %SYT 2使润滑系数(0 .187)降低 18.2 %～ 6 8.4 %。 12 0℃热滚老化对SYT 2的润滑性能影响很小。SYT 2对聚合物钻井液常规性能无不良影响 ,不引起发泡 ,SYT 2无荧光 ,EC50 值大于 1.0× 10 5mg/L ,完全无毒 ,根据海水中生物需氧量测定 ,易生物降解。介绍了在胜坨一口斜井 (1790～ 2 2 2 1m)和轮南一口水平井 (井深 4 95 0m ,水平段长 30 0m)钻井中成功使用SYT 2的情况。图 1表 4参 2。     

钻井液用环保润滑剂研究进展及发展趋势

近年来钻井液用环保润滑剂的研究得到高速发展.综述了国内外钻井液用环保润滑剂的种类、作用机理和最新研究进展,对适用于润滑剂的多种生物毒性评价手段进行了对比,为了保证环保指标的准确度,提出了同时进行多种评价方法,力求EC50和LC50两项数据双达标的建议.分析了未来环保润滑剂的发展趋势,对高效、环保、抗高温润滑剂的研究进行...