水平井鉆井液高效潤滑劑研究與應用

周俊

摘 要：為提升某區塊鉆井液潤滑性能，有必要解決鉆水平井段時摩阻高、扭矩大、卡鉆風險高等問題。本文通過混配突破單一潤滑劑潤滑極限的方法，對不同潤滑劑進行復配，形成不同潤滑劑復配組合，并結合區塊所用鉆井液體系進行了評價。評價結果表明，所配的不同潤滑劑均可以提高鉆井液的潤滑能力，其中潤滑劑LU66和RH102即使在低加量下仍具有良好的潤滑性能，可有效提高鉆井液的性能。多種潤滑劑組成的復合潤滑劑的性能均比單一潤滑劑好，將多種潤滑劑復合使用能有效提高其在鉆井液中的應用效果。不同復配潤滑劑的鉀鈣基聚胺有機鹽鉆井液體系潤滑能力均能滿足鉆進的需求，該體系具有良好的潤滑效果，能有效解決鉆井摩阻問題，提升鉆井效率。

關鍵詞：水平井;潤滑劑;鉆井液;潤滑能力

中圖分類號：TE254文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）14-0133-04

Abstract： In order to improve the lubrication performance of the drilling fluid in a certain block， it is necessary to solve the problems of high friction， large torque and high risk of stuck drilling when drilling horizontal sections. Through the method of breaking through the lubrication limit of a single lubricant， this paper compounded different lubricants to form different lubricant compound combinations， and evaluated the drilling fluid system used in the block. The evaluation results show that different lubricants evaluated can improve the lubricating ability of drilling fluid， lubricants LU66 and RH102 have good lubricating properties even at low dosages and can effectively improve the performance of drilling fluids. The performance of a composite lubricant composed of multiple lubricants is better than that of a single lubricant， and the composite use of multiple lubricants can effectively improve its application effect in drilling fluids.the lubricating ability of the potassium-calcium-based polyamine organic salt drilling fluid system with different compound lubricants can meet the needs of drilling， and the system has a good lubricating effect， can effectively solve the problem of drilling friction and improve drilling efficiency.

Keywords： horizontal well;lubricant;drilling fluid;lubricating ability

近年來，隨著研究區塊勘探開發力度的不斷提升，鉆井摩阻過大引起的鉆井井下安全問題越來越突出，也導致井筒攜巖凈化效果差，水平段摩阻高。而鉆井液使用的潤滑劑性能好壞對鉆井工作影響很大。由于鉆井液的潤滑性能是影響鉆進產生的扭矩、鉆柱的旋轉阻力和提拉阻力以及鉆具磨損的最主要的可調控因素，因此具有良好潤滑性能的鉆井液不僅能夠減少鉆頭、鉆桿等鉆具的磨損，還能夠有效地防止黏附卡鉆，易于處理井內事故[1-4]。如果鉆井液的潤滑性能不滿足鉆井要求，就很有可能會導致鉆具回轉阻力增大，從而使起下鉆變得困難，嚴重的甚至可能會發生卡鉆或者鉆具斷裂等井內事故[5-6]。總的來說，鉆井液的潤滑性能對減少井下復雜情況、減少鉆桿等鉆具的磨損以及保證鉆井工作安全進行等起著非常重要的作用。

目前，通過向鉆井液中添加優質潤滑劑來降低井下摩阻是預防和解決鉆井安全問題的主要技術手段之一[7-9]。潤滑劑在降低鉆具與井壁之間的摩擦、減小鉆進扭矩和起下鉆摩阻、預防粘卡、防止鉆頭泥包中起到關鍵作用[10-12]。鉆井液潤滑劑不僅要具有良好的潤滑性能，也要與鉆井液有良好的配伍性，同時還要抵抗井下高溫高壓及其他惡劣環境[13-17]。因此，為了提高鉆井液的鉆進效率，減小鉆井過程中的摩阻扭矩，要開發高效潤滑劑并將其應用在水平井鉆井液體系中。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗過程中使用的材料主要有潤滑劑、膨潤土和碳酸鈉。使用的基漿配方為4%預水化膨潤土漿（水+4%膨潤土+0.3%無水碳酸鈉）。

1.2 試驗方法

將不同添加量的潤滑劑添加到鉆井液基漿中，高速攪拌1 h后，密閉養護24 h，評價鉆井液的性能。