留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

环保型抗高温复合抗泥包润滑剂的制备及应用

陈磊 张小平 贾俊

陈磊,张小平,贾俊. 环保型抗高温复合抗泥包润滑剂的制备及应用[J]. 钻井液与完井液,2022,39(6):738-742 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.06.011
引用本文: 陈磊,张小平,贾俊. 环保型抗高温复合抗泥包润滑剂的制备及应用[J]. 钻井液与完井液,2022,39(6):738-742 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.06.011
CHEN Lei, ZHANG Xiaoping, JIA Jun.Preparation and performance evaluation of environment-friendly anti-high temperature composite anti-mud-bag lubricant[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(6):738-742 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.06.011
Citation: CHEN Lei, ZHANG Xiaoping, JIA Jun.Preparation and performance evaluation of environment-friendly anti-high temperature composite anti-mud-bag lubricant[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2022, 39(6):738-742 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.06.011

环保型抗高温复合抗泥包润滑剂的制备及应用

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2022.06.011
基金项目: 中国石油集团川庆钻探工程有限公司科研项目“微纳米石墨-高分子抗泥包润滑剂研发与试验"CQ2020B-13-7-37-3)
详细信息
    作者简介:

    陈磊,工程师,1987年生,2009 年毕业于长江大学应用化学专业,现在主要从事钻井液与完井液研究与技术服务工作。电话 13759906190;E-mail:chenl_zcy@cnpc.com.cn

  • 中图分类号: TE254.4

Preparation and Performance Evaluation of Environment-friendly Anti-high Temperature Composite Anti-mud-bag Lubricant

  • 摘要: 在深井、超深井和超长水平段井的开发过程中,钻进时摩阻高、扭矩波动大和托压频繁等难题严重影响了施工进度。随着环保法的深入实施,对水基钻井液的抗温、环保和润滑性能要求也日益提高。为解决以上技术难题,通过胶束共聚法合成了一种具有多识别位点的共聚物,并通过插层纳米石墨,研发出一种新型的微纳米石墨-高分子复合抗泥包润滑减阻剂,该产品兼具防泥包和润滑的双重性能,产品抗温不小于160 ℃,荧光级别小于2,润滑系数降低率达85.0%,钻井液滤液的表面张力低于25 mN·m。接触角和X-射线光电子能谱结果表明,该润滑剂相比于水会优先吸附在钢片表面呈现疏水状态,并与Fe元素形成稳定的配位作用,从而提高润滑性能。

     

  • 图  1  共聚物插层纳米石墨前后的XRD衍射图谱

    图  2  复合抗泥包润滑处理剂在钢片 表面吸附前后的XPS光谱图

    图  3  复合抗泥包润滑处理剂在钢片表面吸附前后的Fe的化学状态

    图  4  应用前(左)后(右)钻头泥包情况

    表  1  复合抗泥包润滑剂产品效果评价

    复合抗泥包
    润滑剂/%
    ρ/
    g·cm−3
    φ600润滑
    系数
    润滑系数
    降低率 %
    01.03100.515
    0.51.02110.16268.3
    1.01.02110.07585.6
    1.51.02110.06586.5
    2.01.02110.06586.5
    下载: 导出CSV

    表  2  产品在基浆中的抗温性能评价

    润滑
    剂/%
    T/
    ρ/
    g·cm−3
    AV/
    mPa∙s
    PV/
    mPa∙s
    FLAPI/
    mL
    润滑
    系数
    润滑系数
    降低率/%
    0室温1.037.56.015.60.53
    1201.028.55.518.40.50
    1601.027.55.017.60.49
    1801.017.55.017.20.46
    1.0室温0.978.07.015.00.0885.00
    1200.968.57.514.60.1373.80
    1600.9510.09.014.00.1471.20
    1800.9611.09.514.60.1469.56
    1.5室温0.9611.010.018.00.0786.20
    1200.956.58.516.20.0884.60
    1600.959.58.516.00.0981.20
    1800.9611.09.517.00.0980.43
    下载: 导出CSV

    表  3  井浆加入防泥包润滑剂产品 前后的钻井液性能变化情况

    复合抗泥包
    润滑剂/%
    FV/
    s
    ρ/
    g·cm−3
    FL/
    mL
    φ600φ300滑块摩阻
    系数
    0651.185.280610.0524
    0.5651.185.080610.0362
    1.0651.185.081610.0362
    1.5661.185.081610.0362
    2.0661.185.082620.0362
    下载: 导出CSV

    表  4  应用井钻井数据与前期平均数据对比

    井号井段/
    m
    平均复合钻进
    机械钻速/(m·h−1
    平均滑动钻进
    机械钻速/(m·h−1
    钻压/
    MT
    钻头转速/
    r·min−1
    泵压/
    MPa
    扭矩/
    kN·m
    前期平均2600~320014.62.118~2511017.1~18.814.9~25.2
    CB**-215.12.619~2611017.2~19.313.2~20.6
    下载: 导出CSV
  • [1] 孙永兴,范生林,乔李华. 页岩气水平井卡钻主要原因及预防对策[J]. 天然气工业,2018,38(12):113-119.

    SUN Yongxing, FAN Shenglin, QIAO Lihua. The main reasons for sticking of horizontal wells in shale gas and their preventive countermeasures[J]. Natural Gas Industry, 2018, 38(12):113-119.
    [2] 王建龙,张长清,郭云鹏,等. 大斜度井井眼清洁影响因素及对策研究[J]. 钻采工艺,2020,43(6):28-30.

    WANG Jianlong, ZHANG Changqing, GUO Yunpeng, et al. Research on factors and countermeasures of wellbore cleaning in highly deviated wells[J]. Drilling and Production Technology, 2020, 43(6):28-30.
    [3] 陈彬,张伟国,姚磊,等. 基于井壁稳定及储层保护的钻井液技术[J]. 石油钻采工艺,2021,43(2):5-9.

    CHEN Bin, ZHANG Weiguo, YAO Lei, et al. Drilling fluid technology based on wellbore stability and reservoir protection[J]. Petroleum Drilling and Production Technology, 2021, 43(2):5-9.
    [4] 闫丽丽,李丛俊,张志磊,等. 基于页岩气"水替油"的高性能水基钻井液技术[J]. 钻井液与完井液,2015,32(5):1-6.

    YAN Lili, LI Congjun, ZHANG Zhilei, et al. High-performance water-based drilling fluid technology based on shale gas "water for oil"[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2015, 32(5):1-6.
    [5] 刘芳. 钻井液用液体润滑剂LRH的研究与应用[D]. 东北石油大学, 2015.

    LIU Fang. Research and application of liquid lubricant LRH for drilling fluids [D]. Northeast Petroleum University, 2015.
    [6] 赵泽宗,卓然,李荷香,等. 高效水基钻井液用润滑剂的研制与现场试验[J]. 钻采工艺,2019,42(4):93-96.

    ZHAO Zezong, ZHUO Ran, LI Hexiang, et al. Development and field test of lubricants for high-efficiency water-based drilling fluids[J]. Drilling and Production Technology, 2019, 42(4):93-96.
    [7] 姚倩,许明标,由福昌. 硅酸盐钻井液泥包形成的趋势研究[J]. 钻井液与完井液,2019,36(6):700-705.

    YAO Qian, XU Mingbiao, YOU Fuchang. Research on the trend of mud bag formation in silicate drilling fluids[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2019, 36(6):700-705.
    [8] 胡郁乐,胡晨,张恒春,等. 钻头泥包原因分析及松科二井防泥包钻井液的应用[J]. 煤田地质与勘探,2020,48(5):254-261,268.

    HU Yule, HU Chen, ZHANG Hengchun, et al. Analysis of the causes of mud bag in the drill bit and application of mud bag prevention drilling fluid in Songke No. 2 Well[J]. Coalfield Geology and Exploration, 2020, 48(5):254-261,268.
    [9] 姜峰,蒲万芬,杜代军,等. 双尾型丙烯酰胺类疏水缔合共聚物的合成与表征[J]. 化工学报,2015,66(3):1215-1220.

    JIANG Feng, PU Wanfen, DU Daijun, et al. Synthesis and characterization of two-tailed acrylamide hydrophobically associating copolymers[J]. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2015, 66(3):1215-1220.
  • 加载中
图(4) / 表(4)
计量
  • 文章访问数:  604
  • HTML全文浏览量:  244
  • PDF下载量:  59
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-30
  • 修回日期:  2022-09-10
  • 刊出日期:  2022-11-30

目录

    /

    返回文章
    返回