新型环保润滑剂的制备及其在页岩气水基钻井液中的应用

摘要

为了解决页岩气水平井在长水平段钻井施工时产生的高摩阻、高扭矩问题,使用长链脂肪酸和有机多元醇为原料,合成了脂肪酸酯类聚合物,并添加有机硼极压抗磨剂和非离子表面活性剂,研制出了一种新型环保润滑剂HBR-12.室内评价了其润滑性能、与钻井液的配伍性以及环保性能,并分析了其作用机理,结果表明:在基浆中加入1.0％HBR-12后能使润滑系数降低率达到85％以上,泥饼黏附系数降低率达到70％以上,极压膜强度可以达到200 MPa以上,润滑性能明显优于其他常用润滑剂;HBR-12与现场水基钻井液具有良好的配伍性,不影响钻井液流变性的前提下,可以有效降低钻井液体系的润滑系数和滤饼黏附系数;另外,HBR-12的荧光级别较低和生物毒性较低,生物降解性较好,具有良好的环保性能.现场应用结果表明,X-1井水平段使用加入HBR-12的钻井液钻进时没有出现钻井托压、卡钻以及起下钻遇阻等井下复杂情况,钻井液润滑性能良好,取得了较好的施工效果.