表观粘度在定向井和水平井施工中,随着井斜角的增大,钻具和井壁的接触面积以及摩擦阻力和扭矩阻力随之增大。影响阻力的因素有10种之多,但其大小主要取决于钻具和并壁的接触面积。钻井过程中存在三种润滑模式:障碍润滑模式,边界润滑模式,液动润滑模式。从降低摩阻的角度出发要尽量避免障碍润滑、保持液动润滑。为此,应从钻井工艺和钻井液技术两方面着手:尽量减少钻具和井壁的接触面积;第二,通过添加合适的润滑剂来改善钻井液润滑性能。显然,在定向井和水平井中减少钻具和井壁的接触面积是不可能的,研制开发钻井液润滑剂是解决问题的途径。本文通过文献调研,首先对国内外钻井液润滑剂种类作一简要介绍,然后分析了钻井液润滑剂的发展特点和方向,后探讨了钻井液润滑剂的测试与评价问题。
表观粘度钻井液的润滑一是润滑井壁的泥饼;二是润滑钻井液本身。二者都是为了减少旋转阻力和提拉阻力。 摩阻系数是评价钻井液润滑性能的技术指数,泥浆的润滑性处于空气与油中间,空气为0.5、清水为0.35、柴油为0.07、泥浆为0.2-0.35之间,如在泥浆中加入润滑剂,则可降到0.10以下。陕北泥浆摩阻系数维持在0.20-0.25,就是很好了。
表观粘度无固相钻井液,顾名思义,是不含固相成份,在井壁上不形成泥饼,因此,也就无所谓润滑泥饼的问题了,而 只需润滑钻井液自身,减少其摩阻就是了。为此,一些不 溶 于水的润滑剂,如 塑 料小球、石墨、玻 璃微珠、沥青粉,是不 能在无固相钻井液中使用,既使无坏处,也只能是白花钱。选用液体润滑剂如皂化油和表面活性剂如笨磺酸钠,加 量很少,就能显著降低水的表面张力,降低钻井液自身的摩阻。固相钻井液对惰性固体润滑剂、沥青类润滑剂和液体润滑剂都能很好地吸附和悬浮,减少泥饼和钻井液自身的摩 阻。选用什么样的润滑剂,要视井深、钻井液性能及成本而定。
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