油基润滑剂的研究

- 2019-06-06 -

油基润滑剂不仅可以提高钻井液的润滑性,减少井下摩擦,还可以改善钻井液的流变和过滤性能,提高破岩效率。根据钻井液润滑剂的相态,钻井液润滑剂主要包括液体润滑剂和固体润滑剂。目前,液体润滑剂是研究应用广泛的润滑剂,主要有沥青润滑剂、柴油基润滑剂、矿物油基润滑剂、植物油基润滑剂、磺化收费油润滑剂、多元醇润滑剂、聚α-烯烃润滑剂和合成酯润滑剂。然而,随着越来越严格的环境法规,传统润滑油如沥青润滑油、柴油基润滑油和矿物油基润滑油的使用逐年减少,而极压润滑油、环境润滑油和纳米润滑油受到越来越多的关注。固体润滑剂主要包括塑料颗粒、石墨、碳颗粒和玻璃珠。将钻具与井壁之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦,有效地降低了钻具与井壁之间的摩擦系数。但是,由于使用过程中存在尺寸问题,固控设备很容易去除固体润滑剂,在钻具挤压剪切作用下易发生变形和断裂,从而失去润滑效果。石墨的片状结构和自润滑虽然可以降低滑动摩擦系数,但由于存在着浮尘问题,石墨固体润滑剂的应用在一定程度上受到限制。润滑机理主要取决于润滑剂的主要成分,如沥青质润滑剂主要利用沥青质的特性,提高泥饼的质量,提高润滑性。沥青质具有很强的亲油性,能有效地吸附在井筒上形成油膜,减轻了钻具对井筒的冲击和摩擦。同时,沥青添加剂还具有良好的堵漏防塌效果,有效封堵地层微裂缝,提高井筒稳定性。柴油基润滑油、矿物油基润滑油和植物油基润滑油在钻具、井壁和岩屑表面形成吸附油膜,将钻具与井壁之间的固体摩擦转化为油膜或非极性端部之间的摩擦,减少钻具之间的摩擦。并减少了钻井工具的磨损。石墨、塑料颗粒等固体润滑剂主要在钻具与井壁界面形成隔离润滑膜,将钻具与井壁之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦,减小扭矩,降低阻力。


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