CN106198377A - 一种水基钻井液润滑性的评价方法 - Google Patents

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蒋羿黎
李朝凯
陶永平
邓宇
梁益
肖沣峰
郑建昆
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Abstract

本发明公开了一种水基钻井液润滑性的评价方法，其步骤如下：a、配制出密度为Ag/cm3的水基钻井液基浆两份，在其中一份基浆中以质量比计加入3%的润滑剂，获得A基浆和A润滑基浆，备用；配制出密度为Bg/cm3的水基钻井液基浆两份，在其中一份基浆中以质量比计加入3%的润滑剂，获得B基浆和B润滑基浆，备用；b、将A基浆、A润滑基浆、B基浆和B润滑基浆分别搅拌备用；c、然后采用摩擦磨损试验机在相同条件下分别进行润滑性能测定，绘制出润滑系数测试数据图进行评价。采用本方法，不仅可以模拟井下钻具摩阻情况，也能很好的区别所评价的钻井液体系与其他钻井液体系的润滑性差别。

Description

一种水基钻井液润滑性的评价方法
技术领域
本发明涉及石油天然气钻井技术领域，确切地说涉及一种水基钻井液润滑性的评价方法。
背景技术
现有钻井液用润滑剂的评价方法有很多，如作者为杨俊贞在 2001年油田化学剂产品检测技术研讨会上公开了题名为“钻井液用润滑剂测试方法探讨”的会议稿，该会议稿的母体文献是油田化学剂产品检测技术论文集，会议时间是2001年9月12日，会议地点是河北北戴河，主办单位是石油工业油田化学剂质量监督检验中心和石油工业原油及石油产品质量监督检验中心。该会议稿主要公开了各种钻井液润滑仪的使用现状及测试原理，并阐述了各种润滑仪的使用优缺点。
针对上述评价方法，在实践中主要使用的评价方法有三种：一是将润滑剂加入到所配制的基浆中，按照粘滞系数测定仪（NZ-3A型）说明书分别测定基浆及试样浆的润滑系数。二是将润滑剂加入到所配制的基浆中，按照粘附系数测定仪（NF-2型）说明书分别测定基浆及试样浆的润滑系数。三是将润滑剂加入到所配制的基浆中，按照极压润滑仪仪器（EP-A型）说明书分别测定基浆及试样浆的润滑系数，测定条件应完全一致。通过润滑系数降低率来评价润滑性能。
但现有的评价方法主要问题有：
①在高性能水基钻井液中用粘滞系数测定仪和粘附系数测定仪测定润滑系数人为读数误差较大。
②极压润滑仪仪器（EP-A型）只能在不加重的钻井液中测定润滑系数，对不同密度的高性能水基钻井液用润滑剂的评价局限性较大。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种水基钻井液润滑性的评价方法，采用本方法，不仅可以模拟井下钻具摩阻情况，也能很好的区别所评价的钻井液体系与其他钻井液体系的润滑性差别。同时，本方法克服了极压润滑仪只能在不加重的钻井液中测定摩擦系数的使用缺陷。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种水基钻井液润滑性的评价方法，其特征在于步骤如下：
a、配制出密度为Ag/cm3的水基钻井液基浆两份，在其中一份基浆中以质量比计加入3%的润滑剂，获得A基浆和A润滑基浆，备用；
配制出密度为Bg/cm3的水基钻井液基浆两份，在其中一份基浆中以质量比计加入3%的润滑剂，获得B基浆和B润滑基浆，备用；
b、将A基浆、A润滑基浆、B基浆和B润滑基浆分别按11000转/分的速度搅拌20分钟，经100℃恒温滚动16小时，然后经11000转/分高搅20分钟，备用；
c、然后采用摩擦磨损试验机对A基浆、A润滑基浆、B基浆和B润滑基浆在相同条件下分别进行润滑性能测定，绘制出润滑系数测试数据图进行评价。
所述的Ag/cm3的水基钻井液基浆具体是1.40g/cm3的水基钻井液基浆。
所述的Bg/cm3的水基钻井液基浆具体是1.80g/cm3的水基钻井液基浆。
所述的摩擦磨损试验机全称为Pin&Vee Block摩擦测定仪，此摩擦测定仪测定体系润滑性，该仪器水平方向放置了两个带V型槽的金属块V-blocks，通过缩短两金属块的距离来对中间垂直放置的、保持一定转速的金属圆柱体JOURNAL REVOLVES加压，将待测钻井液浸泡在整个金属测试体系中，随着两块V-blocks向中间金属圆柱的压力不断增加，摩擦系数最终会逐渐上涨，通过传感器测定金属之间的摩擦系数。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
采用步骤a-c形成的技术方案，测定的润滑系数更为准确；通过摩擦磨损试验机对水基钻井液润滑性进行评价，不仅可以模拟井下钻具摩阻情况，也能很好的区别该体系与其他体系的润滑性差别。克服了极压润滑仪只能在不加重的钻井液中测定摩擦系数，此方法对加重钻井液也能做润滑性能的评价。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为润滑系数测试数据图。
具体实施方式
实施例1
作为本发明的一较佳实施方式，其公开了一种水基钻井液润滑性的评价方法，其步骤如下：
a、配制出密度为Ag/cm3的水基钻井液基浆两份，在其中一份基浆中以质量比计加入3%的润滑剂，获得A基浆和A润滑基浆，备用；
配制出密度为Bg/cm3的水基钻井液基浆两份，在其中一份基浆中以质量比计加入3%的润滑剂，获得B基浆和B润滑基浆，备用；
b、将A基浆、A润滑基浆、B基浆和B润滑基浆分别按11000转/分的速度搅拌20分钟，经100℃恒温滚动16小时，然后经11000转/分高搅20分钟，备用；
c、然后采用摩擦磨损试验机对A基浆、A润滑基浆、B基浆和B润滑基浆在相同条件下分别进行润滑性能测定，绘制出润滑系数测试数据图进行评价。
本实施例中，Ag/cm3的水基钻井液基浆和Bg/cm3的水基钻井液基浆中的A为泛指，只要A和B不同即可测定，水基钻井液可选用市面上任一种水基钻井液。
本实施例中，摩擦磨损试验机全称为Pin&Vee Block摩擦测定仪，又称美国Falex试验轴和V型块(Pin and Vee Block)摩擦磨损试验机，此摩擦测定仪测定体系润滑性，该仪器水平方向放置了两个带V型槽的金属块V-blocks，通过缩短两金属块的距离来对中间垂直放置的、保持一定转速的金属圆柱体JOURNAL REVOLVES加压，将待测钻井液浸泡在整个金属测试体系中，随着两块V-blocks向中间金属圆柱的压力不断增加，摩擦系数最终会逐渐上涨，通过传感器测定金属之间的摩擦系数。
实施例2
作为本发明的最佳实施方式，其公开了一种水基钻井液润滑性的评价方法，其步骤如下：
（1）按照实验室优化配方，配制出密度1.40g/cm3水基钻井液体系基浆2杯，取一杯加入3% 润滑剂；
（2）按照实验室优化配方，配制出密度1.80g/cm3水基钻井液体系基浆2杯，取一杯加入3% 润滑剂；
（3）加药完毕后11000转/分高搅20分钟，经100℃恒温滚动16小时，11000转/分高搅20分钟。测定条件应完全一致。
水基钻井液是由清水、抑制剂、降滤失剂、封堵剂、pH调节剂、加重剂按重量份数比制备而成，清水:抑制剂:降滤失剂:封堵剂:pH调节剂:加重剂=100:20～25:15～20:1～2：0.5～1:35～200。
所述的抑制剂是由0.2～1重量份的聚丙烯酸钾KPAM、0.5～2重量份的聚阴离子纤维素PAC-LV、0.3～2重量份的高固相钻井液用抑制剂有机硅铝QLA、10～20重量份的甲酸钾、3～8重量份的氯化钾混合而成。
所述的降滤失剂是由2～4重量份的磺化酚醛树脂SMP、1～2重量份的腐殖酸丙磺酸酰胺多元共聚物RSTF混合而成。
所述的封堵剂为页岩抑制剂SOLTEX； pH调节剂为生石灰；加重剂为重晶石。
所述的高固相钻井液用抑制剂有机硅铝QLA是四川泰锐石油化工有限公司依据企业标准生产的产品，企业标准号为Q/08332190-9.01-2016，企业标准名称为《钻井液用有机硅铝基抑制剂（QLA）》。
所述的抗高温抗盐降滤失剂RSTF是重庆市天泽钻井材料有限责任公司依据企业标准生产的产品，企业标准号为Q/TZC1-2016，企业标准名称为《钻井液用高温抗盐降滤失剂 腐植酸丙磺酸酰胺多元共聚物（RSTF）》。
测试结果见图1所示，本发明通过以上方法可以得出基浆与试样浆的润滑系数，通过曲线可以得出加入3%润滑剂的高性能水基钻井液润滑性能优于没加润滑剂的高性能水基钻井液。整体曲线显示，润滑系数越低说明体系润滑性能越好。

Claims (3)

1.一种水基钻井液润滑性的评价方法，其特征在于步骤如下：
a、配制出密度为Ag/cm3的水基钻井液基浆两份，在其中一份基浆中以质量比计加入3%的润滑剂，获得A基浆和A润滑基浆，备用；
配制出密度为Bg/cm3的水基钻井液基浆两份，在其中一份基浆中以质量比计加入3%的润滑剂，获得B基浆和B润滑基浆，备用；
b、将A基浆、A润滑基浆、B基浆和B润滑基浆分别按11000转/分的速度搅拌20分钟，经100℃恒温滚动16小时，然后经11000转/分高搅20分钟，备用；
c、然后采用摩擦磨损试验机对A基浆、A润滑基浆、B基浆和B润滑基浆在相同条件下分别进行润滑性能测定，绘制出润滑系数测试数据图进行评价。
2.根据权利要求1所述的一种水基钻井液润滑性的评价方法，其特征在于：所述的Ag/cm3的水基钻井液基浆具体是1.40g/cm3的水基钻井液基浆。
3.根据权利要求1所述的一种水基钻井液润滑性的评价方法，其特征在于：所述的Bg/cm3的水基钻井液基浆具体是1.80g/cm3的水基钻井液基浆。
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