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适用于复杂页岩油钻井条件的高性能润滑剂

王建龙 江尧 王盛坤 王越支 张展豪 王金堂 杨焱龙

王建龙,江尧,王盛坤,等. 适用于复杂页岩油钻井条件的高性能润滑剂[J]. 钻井液与完井液,2026,43(3):374-380 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.03.010
引用本文: 王建龙,江尧,王盛坤,等. 适用于复杂页岩油钻井条件的高性能润滑剂[J]. 钻井液与完井液,2026,43(3):374-380 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.03.010
WANG Jianlong, JIANG Yao, WANG Shengkun, et al.A high performance lubricant for complex shale oil drilling conditions[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(3):374-380 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.03.010
Citation: WANG Jianlong, JIANG Yao, WANG Shengkun, et al.A high performance lubricant for complex shale oil drilling conditions[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(3):374-380 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.03.010

适用于复杂页岩油钻井条件的高性能润滑剂

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.03.010
基金项目: 国家自然科学基金基础科学中心项目“超深特深层油气钻采流动调控”(52288101)。
详细信息
    作者简介:

    王建龙,1984年生,硕士,工程师,现在从事钻井提速工具研发与应用工作。电话 18722311458;E-mail:383462010@qq.com

    通讯作者:

    王金堂,博士,中国石油大学(华东)石油工程学院教授,主要研究方向为地下难动用油气资源钻井液理论技术研究与工程实践。E-mail:wangjintang@upc.edu.cn

  • 中图分类号: TE254

A High Performance Lubricant for Complex Shale Oil Drilling Conditions

  • 摘要: 针对页岩油钻井中摩阻大、抗温抗盐性不足以及环保要求日益提升等问题,本研究以蓖麻油酸、油酸与正辛醇、异辛醇为原料,通过一锅法成功合成了新型酯基润滑剂 LUBM-1,并系统评价了其结构特征及在水基钻井液体系中的应用性能。FT-IR 表征表明所制备的产物酯化程度高、结构稳定。室内实验结果显示,LUBM-1 在1% 添加量下即可显著降低基浆润滑系数至 0.069,并大幅降低磨斑直径,具有优异的减摩抗磨能力。其润滑膜在高温与高盐环境中保持较好稳定性,200 ℃ 老化后润滑系数降低率仍达 80%以上,30% NaCl 条件下仍保持高效润滑性能,体现出卓越的耐温耐盐能力。进一步将 LUBM-1 应用于水基钻井液中,体系表现出良好的流变稳定性、极低滤失量及强抑制性,同时具有低生物毒性,满足绿色钻井要求。研究结果表明,LUBM-1 能显著提升水基钻井液的润滑性能与井壁稳定能力,为复杂页岩油井的安全、高效、环保钻井提供了可靠的技术方案。

     

  • 图  1  酯基润滑剂LUBM-1的红外光谱图

    图  2  加入润滑剂前后四球摩擦磨损试验摩擦系数曲线

    图  3  摩擦后钢球的磨斑直径及磨斑形貌

    图  4  润滑剂浸泡前(左)后(右)钢片的润湿角变化

    表  1  酯基润滑剂LUBM-1在各项条件下的润滑性能

    实验条件 工况/变量 Kf ΔKf/%
    不同
    润滑
    基浆 0.65
    LUBM-1 0.07 89.2
    油酸甲酯 0.10 84.6
    PF-LUBE 0.12 81.5
    LUBM-1
    加量




    0.5% 0.085 90.2
    1.0% 0.068 86.2
    1.5% 0.065 85.3
    2.0% 0.062 83.8
    老化
    温度
    常温 0.070 90.2
    140 ℃ 0.095 86.2
    160 ℃ 0.102 85.3
    180 ℃ 0.110 83.8
    200 ℃ 0.140 80.7
    NaCl
    含量
    0%
    5%
    0.069
    0.072
    90.2
    89.7
    10%
    15%
    0.074
    0.083
    89.5
    88.1
    20%
    25%
    0.087
    0.096
    87.6
    86.3
    30% 0.106 84.9
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    表  2  高效钻井液性能(160 ℃热滚48 h)

    ρ/
    g·cm−3
    实验
    条件
    AV/
    mPa·s
    PV/
    mPa·s
    YP/
    Pa
    Gel/
    Pa/Pa
    FLAPI/
    mL
    1.31 热滚前 31 22 9.3 2.5/4.8 1.3
    热滚后 35 24 11.1 2.2/4.7 1.2
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    表  3  三种钻井液体系线性膨胀率

    钻井液体系 膨胀率/%
    膨润土 页岩
    油基钻井液体系 3.84 4.55
    KCl聚磺钻井液体系 6.12 9.36
    高性能水基钻井液体系 4.11 4.98
     注:实验条件压力为3.5 MPa,温度为120 ℃。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-12-01
  • 修回日期:  2026-04-15
  • 录用日期:  2026-04-15
  • 网络出版日期:  2026-06-12
  • 刊出日期:  2026-06-12

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