高效聚合物钻井液泥饼润滑剂的研制及其作用机理分析

为改善井壁泥饼在水平井和大位移井钻进至中后期的润滑性,研发了一种能有效降低水平段摩阻的固体粉末状高效聚合物水基钻井液泥饼润滑剂RHGXJ-3(羧酸共聚物、针状硅酸盐、聚丙烯微粉质量比为10∶11∶2),通过测定泥饼黏滞系数、温度敏感性和钻井液配伍性,明确泥饼润滑剂RHGXJ-3的作用效果和适用条件,并结合SEM和XRD微观表征技术分析该泥饼润滑剂的润滑机理。研究结果表明,将泥饼润滑剂以0.9%的加量加入井浆并制得泥饼,静置1 min后测得的泥饼黏滞系数相较于加剂前从0.0966降为0.0496,泥饼润滑性提高了48.65%。温度敏感性测试结果表明该泥饼润滑剂的适用温度为30~120℃。该泥饼润滑剂与钻井液的配伍性良好,0.9%的加量下可将井浆的漏斗黏度由55 s降至39 s,井浆流动能力提升29.1%。该润滑剂够在泥饼表面和内部生成溶剂化水膜和凝胶类物质,通过填充空隙、提升压缩性等途径提高泥饼的润滑性,降低泥饼摩阻。与石墨和球状固体润滑剂相比,润滑剂RHGXJ-3的泥饼润滑效果更佳,是其它固体润滑剂的1.6~2.2倍,而使用成本则降低约50%。

钻井液用泥饼黏附润滑剂BH-MAL的研究

针对目前钻井液润滑剂存在抗温能力差、荧光级别高、易引起钻井液发泡、泥饼黏附润滑能力差等问题,研制出一种以白油为基础油的钻井液用泥饼黏附润滑剂BH-MAL。该润滑剂由白油、表面活性剂OP-7和自主研制的泥饼黏附润滑添加剂按照90︰3︰7的质量比混合制备而成。该润滑剂在膨润土浆中的加量为0.25%时,泥饼黏附摩阻降低率即可达到75%,大幅度降低了润滑剂的使用成本;可抗180℃高温,其荧光级别小于2,且不会引起钻井液发泡,对钻井液的流变性和滤失性也无明显影响,可以广泛应用于钻井液。