新型水基钻井液用极压抗磨润滑剂的研制
2018-05-21屈沅治黄宏军汪波冯小华孙四维
钻井液与完井液 2018年1期
屈沅治 , 黄宏军 , 汪波 ,2, 冯小华 , 孙四维
(1.中国石油集团钻井工程技术研究院,北京102206;2.中国石油大学(北京)石油工程学院,北京102249;3.渤海钻探工程技术研究院,天津300280)
随着油气勘探的发展,钻井工程中采用水平井、大位移井、 定向井、 长裸眼深井、 复杂结构井逐渐增多, 作业时钻柱与井壁接触面积明显增大, 摩阻增加, 从而现代钻井对水基钻井液的极压抗磨润滑性能提出了更高要求[1-2]。目前现场应用的常规润滑剂普遍存在易起泡、 抗磨差、 极压润滑差、 高荧光等问题, 大多选用矿物油或白油作为水基钻井液用润滑剂的基础油, 植物油和合成酯的生物降解性最好, 矿物油和白油的生物降解性最差, 在环境中长期积累和富集, 易对生态环境造成污染,产生一系列环境问题[3-7]。针对上述问题,以生物降解性好的改性植物油[3-4,8]为基础油, 添加有机硫型极压抗磨剂、表面活性剂等环境友好型组分,研制出一种高性能的水基钻井液用极压抗磨润滑剂MPA。
1 润滑剂MPA的制备
1.1 有机硫型极压抗磨剂的合成及结构表征
在高速、高温和高负荷等恶劣工况的井下钻井环境中,极压抗磨剂是水基钻井液用极压润滑剂的重要组成部分[9-10],其作用机理一般认为是极压抗磨剂分子首先吸附于金属或岩石表面,避免了金属与金属、金属与岩石的直接摩擦,其次在高温高负荷条件下,分子中的S、P、Cl等活性元素与金属反应,形成具有低剪切强度的消耗保护层,从而达到减少损耗、降低磨阻的作用[11-12]。……
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