一种水基钻井液超支化高分子润滑添加剂

摘要：

传统润滑处理剂设计主要基于油脂的液体润滑理论,忽略了钻井液固相在钻具与井壁极压受限空间内的边界承载和润滑作用.为此,根据Stribeck曲线分析了符合钻进过程的边界润滑行为,并结合人体工学润滑理论,提出了超支化高分子井壁润滑模型及构效关系,采用发散法合成了以乙二胺为内核的超支化高分子聚(丙烯酸甲酯—乙二胺,PMA-EDA),表征了合成产物结构,进行了超支化高分子PMA-EDA与膨润土粒子的成膜检测,并以PMA-EDA为润滑添加剂构建了水基钻井液体系,评价了该体系的应用性能.研究结果表明:①目标合成产物PMA-EDA具有超支化构型,其热解温度达到 225℃;②超支化高分子PMA-EDA可以通过多点吸附,改善与膨润土片层的桥接方式,促进生成具有一定强度的致密、韧性边界润滑膜;③对于构建水基钻井液体系,润滑添加剂浓度为 4%,可以满足钻井液强润滑性以及热稳定性要求.结论认为,高润滑性能水基钻井液显示出了区别于传统水基钻井液的降摩减磨优越性,其性能评价也进一步证实了超支化分子强化边界润滑成膜模型理论的科学性和实用性.

关键词：水基钻井液、超支化高分子、润滑添加剂、多点吸附、边界润滑膜、构效关系

所属期刊栏目：43

分类号：TH117.2;TE254;O647.2

资助基金：浙江省基础工艺研究项目;重庆市自然科学基金;舟山市科技计划项目

在线出版日期：2023-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：79-89