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深水钻井液用抗盐润滑剂

刘晓栋 马永乐 刘涛 张勇 李庆永 罗宁孜

刘晓栋,马永乐,刘涛,等. 深水钻井液用抗盐润滑剂[J]. 钻井液与完井液,2026,43(1):1-8 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.001
引用本文: 刘晓栋,马永乐,刘涛,等. 深水钻井液用抗盐润滑剂[J]. 钻井液与完井液,2026,43(1):1-8 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.001
LIU Xiaodong, MA Yongle, LIU Tao, et al.Salt-resistant lubricant for deep water drilling fluids[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(1):1-8 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.001
Citation: LIU Xiaodong, MA Yongle, LIU Tao, et al.Salt-resistant lubricant for deep water drilling fluids[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(1):1-8 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.001

深水钻井液用抗盐润滑剂

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.01.001
基金项目: 中国石油天然气股份有限公司科技项目“南海深水钻完井关键技术及体系研究”(2024ZZ5605)。
详细信息
    作者简介:

    刘晓栋,高级工程师,1980年生,毕业于长江大学应用化学专业,现在从事钻井液新材料研究开发和应用工作。电话 (022)66307551;E-mail:lxd41115103@126.com

  • 中图分类号: TE254.4

Salt-Resistant Lubricant for Deep Water Drilling Fluids

  • 摘要: 深水钻井中,钻井液因受海水、高矿化度盐水和高价金属离子影响,常用矿物油、植物油、脂肪酸类润滑剂在高盐环境下不分散、不相容,呈油脂或奶酪膏状物析出,导致钻井液润滑性能降低甚至失效。目前,国内适用于盐水钻井液的高效润滑剂较为有限,难以满足深水作业需求。为此,调研分析了国外深水钻井用高性能水基钻井液及相关抗盐润滑剂研究进展,并对6种不同成份的润滑剂开展了室内评价,结果表明,这些润滑剂在海水基液中均存在相容性不良、润滑系数不达标的问题。基于此,以长链改性脂肪酸酯,复配非离子表面活性剂,研制了一种适用于盐水钻井液的高效润滑剂,该润滑剂与海水、盐水基液相容性良好,无油脂或奶酪膏状物质析出,可将由无机盐、有机盐配制的海水基液润滑系数降低至0.10以下,经185℃高温热滚后,浆体表面无油脂物析出,润滑性能稳定;不起泡,不影响钻井液流变性能;环境友好、生物毒性低、不影响海洋环境。

     

  • 图  1  常用油基润滑剂在海水基液中的析出现象

    图  2  不同成份润滑剂185℃高温老化后油脂析出现象

    图  3  润滑剂DLU200在海水和盐水基液中的相容性

    图  4  在无土相盐水钻井液中加入不同润滑剂的润滑系数

    注:1 磅·英寸=0.113 N·m。

    图  5  不同润滑剂的荧光强度

    图  6  润滑剂LUBE-A与海水钻井液的不相容析出现象

    图  7  润滑剂DLU200与海水钻井液的相容性和润滑性

    表  1  常用不同成份润滑剂在海水中的相容性和润滑性

    润滑剂 类别 是否相容 润滑系数 润滑系数
    降低率/%
    空白 海水 0.35
    Lube-A 大豆酸化油 0.30 14.3
    Lube-B 植物油类 0.30 14.3
    Lube-C 司盘类 0.25 28.5
    Lube-D 脂肪酸类 0.18 48.5
    Lube-E 油酸类 0.15 57.1
    Lube-F 矿物油类 0.14 60.0
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    表  2  常用润滑剂高温热稳定性评价(185℃、24 h)

    润滑剂类别润滑系数浆体外观
    室温185℃
    Lube-A大豆酸化油0.050.10油脂析出
    Lube-B植物油类0.040.15油脂析出
    Lube-C司盘类0.060.10正常
    Lube-D脂肪酸类0.080.15油脂析出
    Lube-E油酸类0.050.12油脂析出
    Lube-F矿物油类0.080.10正常
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    表  3  润滑剂DLU200在不同基液中的润滑性能

    基液 不同润滑剂加量基液
    的润滑系数(m/V)
    0 0.5% 1.0% 2.0%
    淡水 0.34 0.03 0.02 0.02
    海水 0.35 0.05 0.04 0.03
    海水+7%KCl+10%NaCl 0.26 0.10 0.06 0.05
    海水+7%KCl+10%NaCl+
    10%甲酸钠+10%甲酸钾
    0.22 0.15 0.08 0.06
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    表  4  DLU200在不同浆体中热滚后的润滑系数

    膨润土浆 空白
    (25℃)
    样浆在不同温度热滚16 h后的润滑系数
    25℃ 135℃ 150℃ 175℃ 185℃
    淡水 0.55 0.02 0.03 0.05 0.08 0.10
    海水 0.45 0.05 0.09 0.12 0.14 0.15
    盐水 0.36 0.07 0.08 0.08 0.14 0.18
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    表  5  润滑剂DLU200对无土相盐水钻井液的性能影响

    润滑剂/
    %
    ρ/
    g·cm−3
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    Gel/
    Pa/Pa
    FL/
    mL
    润滑
    系数
    0 1.13 32 18 14 4/6 8.0 0.19
    1.0 1.13 28 16 12 4/5 7.6 0.06
    2.0 1.13 26 15 11 3/5 7.2 0.05
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    表  6  不同润滑剂的荧光级别测试

    润滑剂DLU200植物油Lube-B矿物油Lube-FUlube
    荧光级别3级1级6级5级
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-08-13
  • 修回日期:  2025-09-27
  • 网络出版日期:  2026-02-09
  • 刊出日期:  2026-02-09

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