一种高性能环保型钻井液润滑剂的研究与应用

随着钻井地质条件的日益苛刻,长水平段高摩阻扭矩、深井高温等复杂环境对钻井液润滑剂的润滑性、抗温能力及环保性等提出了较高的技术要求,现有的钻井液润滑剂通常难以同时满足上述需求。笔者通过对环保基础油、润滑改性剂的优选及制备条件优化,研制出了一种高性能环保型钻井液润滑剂HPRH。室内评价结果表明,当其加量为0.5%时,HPRH在淡水基浆及4% NaCl盐水浆中的润滑系数降低率分别达到93.75%及80.64%;可抗温160℃,起泡率低,且无荧光;室内销-盘式摩擦磨损试验结果表明,HPRH的抗磨耐磨效果显著,润滑持效性好,长磨60 min后盘的体积磨损量仅为6.92×10-13 mm3/（N·m）。HPRH在塔里木油田LN区块2口评价井水平井段进行了现场试验,应用结果表明,与现场常用复合润滑剂相比,HPRH表现出显著的高性能特点,润滑持效性良好,用量减少了50%以上,且有效避免了托压、卡钻等井下复杂事故,起到了显著的降本增效效果。      

新型植物油钻井液润滑剂的研究与应用

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,EC50值在50 000 mg/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、莱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3 900 m的试验井平均建井周期从33.55 d缩短为29.11 d,缩短了10%以上;莱87区块井深为3 100 m的井,平均建井周期缩短了22.1%,钻井液成本降低了9.8%。废弃植物油的利用,节约了能源,有利于环境保护。     

钻井液用固体润滑剂OCL-RH的研制

针对钻井液用润滑剂在实际应用中存在的问题,研制开发了固体润滑剂OCL-RH.该润滑剂是以石墨为主,辅以少量无毒矿物油及多种表面活性剂,经物理化学作用精制加工而成,为黑色固体粉末.经室内试验初步证明,固体润滑剂OCL-RH具有良好的润滑性、抗温性及一定的抑制性,与钻井液配伍性较好,对钻井液流变性无影响,并且具有一定的降滤失作用;可在淡水、海水和盐水钻井液中使用,最佳加量为1%,使用方便,维护处理简单;无毒、无污染,无荧光,不影响地质录井,有利于发现油气层.     

JMR聚醚润滑剂的研制与应用

介绍了JMR聚醚润滑剂的合成方法、各种性能评价方法和评价结果，评价内容包括荧光、润滑性、抑制性和对钻井液性能的影响；给出了在江汉油田的应用卖例。研究结果表明，该润滑剂荧光级别低于3级，对钻井液流变性无影响。在淡水聚合物钻井液中加量为2％时，润滑系数降低68％以上；在15％的盐水聚合物钻井液中加量为2％时，润滑系数降低50％以上，同时该润滑剂对基浆具有一定的降滤失作用，对钻屑具有一定的抑制作用。10多井次的现场应用结果表明，该润滑剂具有较好的润滑效果，有利于提高机械钻速。     

高温高密度钻井液的润滑剂研究与应用

随着深层油气资源的勘探开发需求,井身结构的不断优化,深层大斜度大位移钻井对钻井液体系的润滑性能提出了更高的要求,高温高密度水基钻井液的润滑性研究是目前深层油气资源勘探开发的关键技术之一。高密度水基钻井液在高温环境、高固相及高矿化度条件下,润滑性能普遍较差,摩阻较大,严重影响钻井施工时效及质量。根据目前钻井施工过程中的工程需求,以植物油及植物油酸为原材料,通过酸酯化反应,生成含有不饱和双键的酯基基团的长链脂肪酸酯,通过接入含氯、硫、磷具有极压抗磨能力的化学元素,同时引入羟基、氨基等吸附基团,研制一种热稳定性好、吸附性强的高效钻井液润滑剂HLG。评价结果表明,润滑剂HLG抗温能力达到180℃,抗盐抗钙能力强,可以满足密度达到2.2 g/cm³的高密度水基钻井液需求,有效提高钻井液体系润滑性能,降低摩阻,适合深层复杂地层及大斜度大位移井型的勘探开发,应用前景良好。     

钻井液用固体润滑剂—塑料小球的研究与应用

概要介绍了用作钻井液固体润滑剂的塑料小球的生产方法,考察了粒度分布对塑料小球性能的影响,介绍了这种固体润滑剂的室内性能评定结果和现场试验情况.塑料小球是一种高效固体润滑剂,具有抗高温、无荧光、无毒、不影响钻井液流变性等特点,可广泛用于直井、超深井和定向井的各类钻井液中。     

钻井液环保润滑剂SMLUB-E的研制及应用

针对现有钻井液润滑剂耐温与环保性能难以兼顾的不足,以天然脂肪酸、有机多元醇等为原料,合成了钻井液环保润滑剂SMLUB-E。室内试验发现:膨润土浆中加入1.0% SMLUB-E时,摩阻系数可降至0.05,且形成的润滑膜强度高;聚磺钻井液中加入2.0% SMLUB-E,可使摩阻系数从0.31降至0.08,其润滑性能优于加入8.0%原油;SMLUB-E耐温160 ℃,对钻井液的流变性、滤失量无不利影响,无毒,环保性能好。SMLUB-E在塔河油田TP238CH井等深井进行了现场应用,加入SMLUB-E的钻井液中表现出良好的润滑降摩性能,大幅降低了井下摩阻,避免了托压、卡钻等复杂情况发生。研究结果表明,SMLUB-E具有良好的耐温性与环保性,能有效解决深井超深井钻井井下摩阻大的技术难题。      

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。     

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。     

Notoginsenoside as an environmentally friendly shale inhibitor in water-based drilling fluid

The demand for non-toxic and biodegradable shale inhibitors is growing in the drilling industry. In this paper, the effect of notoginsenoside(NS) as a new, environmentally friendly inhibitor of shale hydration is systematically studied for the first time. The inhibition performance of NS was evaluated via inhibition evaluation tests, including mud ball immersion tests, linear expansion tests, shale rolling recovery tests,and compressive strength tests. The inhibition mechanism of NS was analyzed...     

临兴区块钻井液仿生润滑剂研究和应用

随着临兴区块钻井数量和难度逐渐增加,钻井过程中出现了摩阻高、易卡钻、钻速慢、周期长等问题,对钻井液润滑性提出了更高的要求。为了提高钻井液润滑性,结合临兴区块地质特征,针对高摩阻、钻速慢、周期长的问题,运用试验的方法,通过长链脂肪酸和多元醇,在约150℃反应6 h,研制了仿生润滑剂,经过性能评价,润滑剂的极压润滑系数降低率达到90%,抗温可达120℃,可以显著提高滤饼的润滑性能。同时,润滑剂对钻井液体系的流变性能影响较小。现场应用结果表明可以提高机械钻速33%,降低井眼扩大率34%,水平井作业井深超过3 500 m,可以为后续井作业提供借鉴和参考。     

环境友好油层保护钻井液的研究及应用

针对江苏油田地层特性和地面生态环境具体情况开展了钻井液防塌性能、油层保护与环境保护的协同研究。在研制和筛选能满足环境保护要求的钻井液处理剂如润滑剂、降滤失剂和油层保护剂等的基础上,通过配方优化研制出了环境友好油层保护钻井液体系,并进行了防塌、油层保护、裂缝封堵等性能的室内评价。评价结果表明:该钻井液体系具有较强的抑制泥页岩膨胀和分散能力,渗透率恢复值大于85%,润滑性及滤失性好,而且无生物毒性,化学毒性低,易生物降解。应用该钻井液体系在江苏油田AF地区进行了现场试验,现场应用表明,该钻井液体系防塌性和油层保护效果好,各项环境指标达到农用污染标准,可直接排放,从源头控制了钻井液的污染,可进一步推广应用。     

新型环保防腐涂料与应用

介绍了一种聚氨酯涂料,能对非上浮型金属颗粒完全包覆表面,并增加表面的牢固度和抗紫外线性能,极度坚固,它具有极佳抗渗透性,能抵御水分,盐,酸的渗透,从而杜绝腐蚀;耐化学溶剂和酸碱。可以作为底漆,也可以或作为一次性涂料。固化后形成了一层具有优越的粘着性和弹性的保护膜,具有耐磨损及耐撞击性。抗盐,抗酸,抗腐蚀,抗紫外线,经ASTM验证为A级防火涂料,可预防霉菌滋生。     

环保型橡胶防老剂研究进展

综述了环保型防老剂的研究进展。介绍了酚类、磷类、稀土类及一些复合型防老剂的特点。讨论了酚类、酯类、硫脲类等环保型防老剂的应用和发展趋势,指出防老剂应向高效、环保、多功能的方向发展。同时对防老剂之间的协同作用做了简要分析。     

安全环保的新型水基钻井液ULTRADRILL

针对渤海地区钻进过程中遇阻遇卡,起下钻困难,密度难以控制,机械钻速低等问题,采用了安全环保的新型水基钻井液ULTRADRILL,ULTRADRILL新型钻井液的合成聚合物不含铬及其它对环境有害的物质.该钻井液主要由两种基本的页岩抑制剂和钻速增效剂组成.该钻井液能提供优异的页岩抑制性、润滑性和井眼稳定性;滤失量小、滤饼薄,可防止钻头泥包;携砂能力强,流变性易于控制;具有较广的密度和盐的选择性.现场应用表明,ULTRADRILL钻井液性能稳定,具有独特的流变性能,滤失量小、泥饼坚韧、致密而光滑;钻井过程中悬浮携砂能力强,钻速快,井壁稳定.该钻井液容易降解,且无生物毒性,满足了海洋环保的要求.     

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。     

长北气田水平井钻井液润滑剂的优选与应用

为降低长北气田152.4 mm水平段钻进中的扭矩和阻力,尽可能地增加水平段长度,提出在原有钻井液体系的基础上,通过更换无荧光植物油润滑剂,提升钻井液体系的润滑性,以满足现场钻井要求。润滑剂ETL与体系具有良好的配伍性能, 浓度为1%时,摩擦系数降低率可达到60%。静、动态润滑性评价实验结果均表明：ETL的加入,钻井液可以在钻具表面形成良好的润滑膜,从而降低体系摩擦系数,静态可降低50%,动态可降低30%。静态岩心伤害实验平均伤害率为5%,动态岩心伤害实验平均伤害率为11%。根据上述室内研究成果,选用润滑剂ETL作为钻井液体系,在CB2-3井水平段钻井中应用,钻进中扭矩控制在18 kN·m以内,顺利钻完两个分支井,其中第一分支井水平段长为1 316 m,第二分支井水平段长为Φ1 929 m,后者刷新了中国陆上Φ152.4 mm小井眼水平段长度的纪录。     

合成基钻井液的研制及其应用

为满足中国海洋石油的勘探开发需要,开发保留油基钻井液优点而对环境无毒的合成基钻井液已势在必行.研制出了高闪点、环保型合成基基液,并在此基础上优选出了合成基钻井液配方,即:基液(酯:20?Cl2水溶液=70∶30) 2.0%有机土 3.0%主乳化剂 2.0%辅乳化剂 1.0%润湿剂 0.5%碱度调节剂 3.0%降滤失剂 1.0%增粘剂,加重材料采用酸溶性石灰石粉,石灰石粉起到屏蔽、加重双重作用.研究表明,该套合成基钻井液具备优异的防塌抑制性、润滑性和储层保护性能,生物毒性低,生物可降解性好.合成基钻井液已在渤海湾SZ36-1油田的CF1、C25HF和C26HF等3口水平分支井中成功应用.