超支化高分子水基钻井液仿生润滑机理

摘要：

随着定向钻井技术的发展,水基钻井液润滑性逐渐成为确保定向井钻进的关键指标,设计新型钻井液润滑材料已成为油田化学领域的研究热点和重点.为探究超支化高分子水基钻井液仿生润滑机理,首先采用发散法合成了第 1.5 代超支化聚丙烯酸乙二胺基丙烯酸十八酯G1.5 P(EDA—MA—OA),然后进行了合成产物结构、微观形貌与热稳定性检测及其强化水基钻井液润滑性能评价,最后系统分析了超支化高分子与膨润土粒子的吸附行为.研究结果表明:①G1.5 P是粒径分布在几十纳米的分散性粒子,具有良好的热稳定性,热解温度集中在 214℃;②以G1.5 P为润滑添加剂,构建的水基钻井液润滑系数为 0.068,具有良好降摩减磨性;③G1.5 P呈"分子刷"状吸附于亲水材料表面,不仅改变了表面润湿性,而且还可促进膨润土粒子聚结形成致密、韧性的泥饼;④基于超支化高分子强化水基钻井液润滑的构效关系,提出了一种水基钻井液边界—固体润滑新模型,即超支化高分子促进在钻具与井壁摩擦副间形成低剪切强度泥饼,以泥饼结构内摩擦代替钻具刚性外摩擦,实现钻井液降摩减磨功能.结论认为,该认识完善了水基钻井液润滑添加剂的设计思路,为新型高性能润滑处理剂设计及超滑水基钻井液的开发提供了理论与技术支撑.

关键词：水基钻井液、超支化高分子、润滑添加剂、摩擦副、边界—固体润滑、构效关系、分子刷

所属期刊栏目：44

分类号：TE254(钻井工程)

在线出版日期：2024-08-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：120-131