[发明专利]钻井液润滑剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种钻井液润滑剂，尤其涉及一种用于深井、超深井、大斜度井、水平井和从式井钻探过程中所需的高密度钻井液润滑剂。

背景技术

随着国内外油气田勘探开发的不断深入，深井、超深井钻井数量不断增加。深井、超深井不但油层埋藏深、钻遇的地层复杂，而且井下温度和压力高、作业周期长，容易发生井喷、井塌、井漏等复杂情况。为了确保安全顺利的钻探和开采，深井、超深井钻井液一般采用高密度高固相含量的泥浆，而此种高密度泥浆会对钻井液流变性的调控和维护造成负面影响，很大程度上增加了钻井液的流变阻力，导致钻柱的旋转阻力和起下钻阻力大幅度提高。

由于影响钻探过程中钻柱扭矩和阻力以及钻具磨损的主要可控制因素是钻井液的润滑性能，因此钻井液的润滑性能对减少卡钻等井下复杂情况，保证安全、快速钻进起着至关重要的作用。润滑性能良好的钻井液，能够减小钻具的扭矩、磨损和疲劳，延长钻头轴承的使用寿命，同时防止粘附卡钻、减少泥包钻头，易于处理井下事故等。

在钻进过程中，为了改善钻井液的润滑性能，减少扭矩和摩擦阻力，提高钻速，延长钻具的使用寿命，减少起下钻次数，通常在钻井液基浆中加入少量的润滑剂，使钻井液形成水包油型或油包水型泥浆，减少油水界面张力，并使钻具表面形成一层润滑膜，很好的降低摩阻系数，同时通过改善泥饼质量来增强泥饼的润滑性，从而提高钻进的速度和钻具的使用寿命，防止卡钻等事故的发生，缩短钻井周期，减少钻井费用。

浅井、中深井钻探过程中，一般采用低固相含量低密度的钻井液就能够满足使用要求，在此钻井液基浆加入合适的普通泥浆润滑剂，可以明显降低钻具的旋转扭矩、降低摩擦阻力，从而有效延长钻具的使用寿命。但是，在深井、超深井钻探过程中，为了防止井喷等事故的发生，需要采用高密度钻井液，即使加入性能优良的普通润滑剂也无法满足钻头轴承和钻具的润滑要求，容易造成起下钻困难，甚至发生粘附卡钻和断钻具事故。为了防止此类情况的发生，必须加入高密度钻井液专用的润滑剂改善钻井液的润滑性，以降低井壁与钻具之间的摩擦，保证超深井钻进的顺利进行。

关于钻井液润滑剂，国内外期刊和专利有诸多报道，但是适用于深井、超深井钻探过程中高密度钻井液所需的润滑剂没有任何公开的技术文献和专利。

专利CN1367222A“钻井液润滑剂”公开的一种新型钻井液润滑剂，具有水溶性好、稳定性强、抗温性好、使用量低等特点。在密度为1.23克/厘米³的钻井液基浆中加入4％该润滑剂，摩擦系数由0.2773下降到0.0875。CN101157850“动植物油脂制备钻井液用抗高温润滑剂”公开了利用动植物油脂制备钻井液用抗高温润滑剂。该润滑剂是深井钻井、探井及各种复杂井施工过程中的高效润滑剂。专利CN1743404“一种钻井液润滑添加剂及其制备方法”公开一种具有良好的润滑减阻效果，并且抵抗盐、钙离子侵蚀的能力很强的钻井液润滑剂。在密度为1.05克/厘米³的钻井液基浆中加入1％该润滑剂，钻井液的摩擦系数由0.5以上下降到0.1左右。US5826669“Drilling Fluid Loss Prevention and LubricationAdditive”通过在钻井液中加入充足的富有弹性的石墨颗粒，设计一种阻止或控制钻井液滤失到微孔或破碎岩石中的润滑剂，有效减小钻探过程中起下钻阻力和旋转扭矩，降低钻探过程中的套管磨损。US5837655“Purified paraffins as lubricants，rate of penetrationenhancers，and spotting fluid additives for water-based drilling fluids”公开了一种无毒、可生物讲解的高纯度石蜡，用作水基钻井液的润滑剂和渗透剂。上述专利文献均没有提到在高密度钻井液中的应用情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中的钻井液润滑剂在高密度钻井液中润滑性能差的问题，提供一种新的钻井液润滑剂。该钻井液润滑剂用于水基钻井液，在深井、超深井、水平井、大斜度井、定向井和从式井钻探过程中，能够大幅度提高高密度钻井液的润滑性能，在金属钻具表面以及井壁上形成一层牢固的吸附膜，有效降低钻探过程中的扭矩和摩擦阻力，达到保护钻具表面，延长钻具使用寿命的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种钻井液润滑剂，以重量百分比计包括以下组份：

a)1～35％的长链有机酸型油性剂；

b)1～35％的合成酯型油性剂；