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[摘 要]润滑性能是衡量钻井液性能的重要指标，本文在对影响钻井液润滑性能因素进行分析的基础上，对无固相润滑剂的配制性能测试等工作进行了探究。
[关键词]钻井液；润滑剂；无固相
中图分类号：TE254.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0045-01
钻井液在油气勘探开发中发挥着重要作用，润滑剂用量较多的处理剂，一般常用白油类、白油辛醇类和以植物油为基础油的润滑产品作为润滑剂，但性能特点各有优劣，很难适应不断提高的油气勘探开发要求。因此，需要对影响钻井液润滑性能的因素进行分析，综合考虑润滑性、运输存储和使用等要求，保证润滑剂在使用中的防塌、防卡等多种功能，这样才能提高钻井液润滑水平，使钻井液更好的服務钻井作业生产。
一、钻井液润滑性能的影响因素
1、钻井液整体的粘度、密度和固相情况
一般情况下，随着钻井液固相含量和密度的增加，其切力和粘度也会增大，钻井液性能会变差。固相中砂岩和固体颗粒等具有一定的研磨性能，随着固相含量增加，井下泥饼变厚、粘附性能增大，易因压差产生粘附卡钻事故。同时，钻井液在工作中是不断剪切循环的，在这一过程中，钻井液固相颗粒尺寸会因为剪切时间延长而减小，在减小钻井液滤失、降低钻柱摩擦力的同时，还会使颗粒分散的更加微细，从而增大表面积来加大摩擦阻力。因此，要控制好钻井液的粘土含量，尽量选用低固相钻井液，有效提高钻井液润滑性能。
2、井下岩性条件、地下水和滤液ph值情况
实践证明，表面致密、光滑且较薄的泥饼润滑性能较好，通过磺化沥青等降滤失剂及其他处理剂可有效改善泥饼质量，增强钻井液润滑性。井下岩性条件会对泥饼质量产生影响，钻井液润滑性还会受井壁与钻井管柱之间接触面的粗糙程度的影响。同时，油井井底的温度、压差等开发条件及地下水状况、井底滤液ph值等也会对钻井液润滑性产生影响。
3、高分子处理剂的影响
磺化酚醛树脂和聚阴离子纤维素等高分子处理剂通过共聚、复配等作用会形成具备良好润滑性能的润滑材料，可以改善井下泥饼质量、减少钻井管柱摩擦、有效降低滤失，同时还可以在钻井管柱和油井井壁之间形成吸附膜，降低二者之间的摩擦，提高钻井液润滑性。
4、润滑剂的影响
实践证明，清水作为钻井液摩阻较大，而加入少量的以阴离子表面活性剂为主的润滑剂后，其润滑性能将会明显改善，所以，正确使用润滑剂是提高钻井液润滑性能的主要应对措施。
二、无固相润滑剂的研制及性能
1、无固相润滑剂的制备
无固相润滑剂最简单的制备方法是利用硝酸、氧化剂、润滑腊、烧碱、氢氧化钾和水等原料进行制备，其制备过程如下：先按照一定的比例将润滑脂与硝酸进行酸洗、硝化、提纯、改性等操作；然后将其与适当浓度的烧碱进行中和，并将中和产物进行烘干处理，留置备用；按照工艺规范调制防塌剂，并将其按照一定的比例与改性提纯后的润滑脂和水进行配制，再对其进行升温处理，并加入适量的氧化剂进行接枝、缩合处理；在经过一定时间反应后，通过适量的ph值调整剂将溶液ph值调整到7-8的范围内，再经过喷雾和烘干处理，得到无固相润滑剂。
2、影响无固相润滑剂制备反应的因素
一是硝酸使用量，在其他的制备原料和反应条件不变的情况下，增加硝酸用量就可有效提高润滑剂产品的整体润滑系数。二是氧化剂用量，在其他原料和反应条件不变的情况下，随着氧化剂用量不断增加，润滑剂产品的润滑系数会呈现先降低后增高的U型变化曲线，所以要选择适量的氧化剂用量提高润滑剂润滑性能。三是反应温度，在各种制备原材料不变的情况下，改变制备过程的反应温度，润滑剂产品的润滑性和防塌性等性能会呈现出交叉升降的趋势，所以要进行试验判定，选择合适的反应温度，使润滑剂的润滑和防塌性能处于最佳状态。通过控制以上三个主要的反应因素，并按照制备规范程序进行制备，就可以有效的提高润滑剂的制备效果，制备出润滑性能和防塌性能优越的润滑剂产品。
3、无固相润滑剂的性能测试
通过将制备出的无固相润滑剂与传统的钻井液用固体润滑剂和液体润滑剂进行室内对比试验，可以得出如下的对比结果：一是传统的液体润滑剂性能与无固相润滑剂性能基本相同，但是液体润滑剂的制备成本、储藏运输和使用成本等都比无固相润滑剂要高，且使用周期短，并在钻井加注液体润滑剂的过程中容易引起井下泥浆比重的降低，需要进行泥浆加注和稀释等辅助作业，这就增加了作业工序和成本，且操作不当易引发井下作业事故。而通过加注无固相钻井液，无需进行额外的泥浆辅助作业，减轻了作业量和泥浆处理中所需的各种处理剂费用，从而节省了作业成本。二是传统的固体润滑剂润滑性能低于无固相润滑剂，同时还不具备固体润滑剂的防塌、防卡等复合性功能。三是受井下水中盐的影响小，即使是在超饱和的井下泥浆中也可以保持较好的润滑效果，并可以存在于井下泥饼中，从而直接参与造壁作业，保证了井下泥饼的致密性和光滑性，有效的降低了泥浆的滤失量。四是密度较大，在加注的过程中不会降低井下钻井液的整体密度，从而克服了加注油基润滑剂等液体润滑剂需要加重、加铁络盐稀释降粘切易引发井下事故的问题。五是具有超长的润滑周期，可以在油井的整个完井作业周期内都发挥良好的润滑作用和性能，与其他的原油和润滑剂相比，这是其明显的优势。六是具备良好的搭配性能，无论是在盐水、淡水还是复杂的聚合物钻井液中，无固相润滑剂都具备较好的分散性能和配伍性能，可以适应不同区块的井下作业。
三、结论
综上所述，钻井液良好的润滑性是保证其发挥作用的基础，因此，需要对影响其润滑性的因素进行分析，并结合实际需要制备新型的无固相润滑剂，对无固相润滑剂的应用进行全面的探究，从而提高无固相润滑剂的应用水平。
参考文献
[1] 刘斌，赵春振.王保民.熔融沉积成型水溶性支撑材料的研究与应用[J].工程塑料应用，2008（10）.
[2] 张峰君，刘瑾，陈晓明，朱鑫，朱文锋.新型水溶性高分子土体固化剂对不同组成土的固化剂性能研究[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2004（02）.
[3] 武学芹，李公让，李斌，吕兆龙，张敬辉，李海斌.胜利油田无固相抗高温钻井液体系的研究与应用[J].钻井液与完井液，2005（05）.
[4] 王富华，吴明强.有机正电胶聚合物钻井液研制与应用[J].石油学报，2004（05）.
[关键词]钻井液；润滑剂；无固相
中图分类号：TE254.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）17-0045-01
钻井液在油气勘探开发中发挥着重要作用，润滑剂用量较多的处理剂，一般常用白油类、白油辛醇类和以植物油为基础油的润滑产品作为润滑剂，但性能特点各有优劣，很难适应不断提高的油气勘探开发要求。因此，需要对影响钻井液润滑性能的因素进行分析，综合考虑润滑性、运输存储和使用等要求，保证润滑剂在使用中的防塌、防卡等多种功能，这样才能提高钻井液润滑水平，使钻井液更好的服務钻井作业生产。
一、钻井液润滑性能的影响因素
1、钻井液整体的粘度、密度和固相情况
一般情况下，随着钻井液固相含量和密度的增加，其切力和粘度也会增大，钻井液性能会变差。固相中砂岩和固体颗粒等具有一定的研磨性能，随着固相含量增加，井下泥饼变厚、粘附性能增大，易因压差产生粘附卡钻事故。同时，钻井液在工作中是不断剪切循环的，在这一过程中，钻井液固相颗粒尺寸会因为剪切时间延长而减小，在减小钻井液滤失、降低钻柱摩擦力的同时，还会使颗粒分散的更加微细，从而增大表面积来加大摩擦阻力。因此，要控制好钻井液的粘土含量，尽量选用低固相钻井液，有效提高钻井液润滑性能。
2、井下岩性条件、地下水和滤液ph值情况
实践证明，表面致密、光滑且较薄的泥饼润滑性能较好，通过磺化沥青等降滤失剂及其他处理剂可有效改善泥饼质量，增强钻井液润滑性。井下岩性条件会对泥饼质量产生影响，钻井液润滑性还会受井壁与钻井管柱之间接触面的粗糙程度的影响。同时，油井井底的温度、压差等开发条件及地下水状况、井底滤液ph值等也会对钻井液润滑性产生影响。
3、高分子处理剂的影响
磺化酚醛树脂和聚阴离子纤维素等高分子处理剂通过共聚、复配等作用会形成具备良好润滑性能的润滑材料，可以改善井下泥饼质量、减少钻井管柱摩擦、有效降低滤失，同时还可以在钻井管柱和油井井壁之间形成吸附膜，降低二者之间的摩擦，提高钻井液润滑性。
4、润滑剂的影响
实践证明，清水作为钻井液摩阻较大，而加入少量的以阴离子表面活性剂为主的润滑剂后，其润滑性能将会明显改善，所以，正确使用润滑剂是提高钻井液润滑性能的主要应对措施。
二、无固相润滑剂的研制及性能
1、无固相润滑剂的制备
无固相润滑剂最简单的制备方法是利用硝酸、氧化剂、润滑腊、烧碱、氢氧化钾和水等原料进行制备，其制备过程如下：先按照一定的比例将润滑脂与硝酸进行酸洗、硝化、提纯、改性等操作；然后将其与适当浓度的烧碱进行中和，并将中和产物进行烘干处理，留置备用；按照工艺规范调制防塌剂，并将其按照一定的比例与改性提纯后的润滑脂和水进行配制，再对其进行升温处理，并加入适量的氧化剂进行接枝、缩合处理；在经过一定时间反应后，通过适量的ph值调整剂将溶液ph值调整到7-8的范围内，再经过喷雾和烘干处理，得到无固相润滑剂。
2、影响无固相润滑剂制备反应的因素
一是硝酸使用量，在其他的制备原料和反应条件不变的情况下，增加硝酸用量就可有效提高润滑剂产品的整体润滑系数。二是氧化剂用量，在其他原料和反应条件不变的情况下，随着氧化剂用量不断增加，润滑剂产品的润滑系数会呈现先降低后增高的U型变化曲线，所以要选择适量的氧化剂用量提高润滑剂润滑性能。三是反应温度，在各种制备原材料不变的情况下，改变制备过程的反应温度，润滑剂产品的润滑性和防塌性等性能会呈现出交叉升降的趋势，所以要进行试验判定，选择合适的反应温度，使润滑剂的润滑和防塌性能处于最佳状态。通过控制以上三个主要的反应因素，并按照制备规范程序进行制备，就可以有效的提高润滑剂的制备效果，制备出润滑性能和防塌性能优越的润滑剂产品。
3、无固相润滑剂的性能测试
通过将制备出的无固相润滑剂与传统的钻井液用固体润滑剂和液体润滑剂进行室内对比试验，可以得出如下的对比结果：一是传统的液体润滑剂性能与无固相润滑剂性能基本相同，但是液体润滑剂的制备成本、储藏运输和使用成本等都比无固相润滑剂要高，且使用周期短，并在钻井加注液体润滑剂的过程中容易引起井下泥浆比重的降低，需要进行泥浆加注和稀释等辅助作业，这就增加了作业工序和成本，且操作不当易引发井下作业事故。而通过加注无固相钻井液，无需进行额外的泥浆辅助作业，减轻了作业量和泥浆处理中所需的各种处理剂费用，从而节省了作业成本。二是传统的固体润滑剂润滑性能低于无固相润滑剂，同时还不具备固体润滑剂的防塌、防卡等复合性功能。三是受井下水中盐的影响小，即使是在超饱和的井下泥浆中也可以保持较好的润滑效果，并可以存在于井下泥饼中，从而直接参与造壁作业，保证了井下泥饼的致密性和光滑性，有效的降低了泥浆的滤失量。四是密度较大，在加注的过程中不会降低井下钻井液的整体密度，从而克服了加注油基润滑剂等液体润滑剂需要加重、加铁络盐稀释降粘切易引发井下事故的问题。五是具有超长的润滑周期，可以在油井的整个完井作业周期内都发挥良好的润滑作用和性能，与其他的原油和润滑剂相比，这是其明显的优势。六是具备良好的搭配性能，无论是在盐水、淡水还是复杂的聚合物钻井液中，无固相润滑剂都具备较好的分散性能和配伍性能，可以适应不同区块的井下作业。
三、结论
综上所述，钻井液良好的润滑性是保证其发挥作用的基础，因此，需要对影响其润滑性的因素进行分析，并结合实际需要制备新型的无固相润滑剂，对无固相润滑剂的应用进行全面的探究，从而提高无固相润滑剂的应用水平。
参考文献
[1] 刘斌，赵春振.王保民.熔融沉积成型水溶性支撑材料的研究与应用[J].工程塑料应用，2008（10）.
[2] 张峰君，刘瑾，陈晓明，朱鑫，朱文锋.新型水溶性高分子土体固化剂对不同组成土的固化剂性能研究[J].安徽建筑工业学院学报（自然科学版），2004（02）.
[3] 武学芹，李公让，李斌，吕兆龙，张敬辉，李海斌.胜利油田无固相抗高温钻井液体系的研究与应用[J].钻井液与完井液，2005（05）.
[4] 王富华，吴明强.有机正电胶聚合物钻井液研制与应用[J].石油学报，2004（05）.