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。
表观粘度影响钻井液润滑性的主要因素有:有机高分子处理剂、润滑剂、滤失量、地下水、滤液pH值、钻井液的粘度、密度、固相。1有机高分子处理的影响。许多高分子处理剂如纤维素、磺化酚 醛 树 脂、聚酰胺等能改善泥饼质量,在钻柱、井壁上形成吸附膜,增 强 润 滑性,减少钻柱 摩 擦阻力。2润滑剂用清水作钻井液,摩 擦 阻力是较大的,而 往清水中加入少量的润滑剂如阴离子表面活性剂,就能大幅度提高钻井液的防磨性和润滑性。
表观粘度1减少钻具的扭矩、磨损和疲劳,延长钻头轴承的寿命,相应延长钻具及钻头的使用寿命。2减少钻柱提升的磨擦阻力,缩短起下钻时间。3能用较小的动力转动钻具,节省柴油,延长设备寿命。4能预防粘卡,防止钻头泥包。在井场如何知道钻井液润滑性能好坏?根据加入润滑剂前后钻机的扭矩、泥浆泵泵压、柴油机转速、提升拉力的变化情况,就可判断润滑剂的润滑效果好坏。加入润滑剂后,钻头钻铤钻杆回转时与钻井液、泥饼的摩擦阻力就减小,相应地钻机扭矩就减小,柴油机负荷就减小,在 油门固定不变时,柴油机的转速就增加;钻井液流动性变 好,泥浆泵泵压降低而排量增加;提升钻具时,钻具与钻井液、泥饼的 磨阻就减少,提升拉力就降低。依据变化量的大小,就可知道润滑剂润滑效果的好坏。
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