四氧化三锰水基钻井液润滑性能评价与研究

《四氧化三锰水基钻井液润滑性能评价与研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com第31卷第2期钻井液与完井液V_01．3INO．22014年3月DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDMar．2014doi：10．3969~．issn．1001—5620．2014．02．002四氧化三锰水基钻井液润滑性能评价与研究韩成，邱正松，黄维安(巾同石油大学(华东)石油程学院，山东青岛)韩成等．四氧化三锰水基钻井液润滑性能评价与研究[J]．钻井液与完井液，2014，31(2)：6-8．摘要采用Zeta电位分析仪、激光粒度仪、扫描电镜测定了四氧化三锰、重晶石、铁矿粉的表面电荷、粒度分布和微观形状，对比考察了3种加

2、重剂加重的水基钻井液的极压润滑系数和泥饼黏滞系数。实验结果表明，3种加重剂中，四氧化三锰颗粒的表面电荷最高，在钻井液中的表面亲水性最强，其颗粒呈球形，粒度分布窄、粒径小、比表面积大，颗粒的稳定性最强；因此四氧化三锰加重钻井液的极压润滑系数和泥饼黏滞系数最小；四氧化三锰、重品石、铁矿粉加重钻井液泥饼润滑性改善的临界密度分别为1_3、1．5和1．5g／cm；重晶石、铁矿粉与四氧化三锰复配能改善他们加重钻井液的极压润滑性能及泥饼的润滑性能。分析其机理为四氧化三锰高的表面电荷使得颗粒分散均匀，降低了钻井液流动的内摩擦力，合理的粒度分布能增加起轴承效应的粒子数量，球形颗粒能显著降低钻井

3、液固相颗粒之间的摩擦力。关键词加重剂；钻井液添加剂；四氧化三锰；极压润滑系数；泥饼黏滞系数；润滑性中图分类号：TE254．3文献标识码：A文章编号：1001．5620(2014)02-0006—03日益增多的高温高压井、大位移井、水平井等复节溶液pH值为9．0，经过水浴振荡器恒温振荡2h杂井钻井作业对钻井液润滑性提了更高的要求[I-2]，后取部分悬浮液，用Zetasizer3000电位仪测量四如何提高钻井液的润滑性，已成为复杂井钻井液工艺氧化i锰、重晶石、铁矿粉颗粒的Zeta电位分别面临的重要难题。目前国外复杂井一般使用四氧化三为一30．5、一23．8、一23．6mV，由此可

4、知，四氧化锰锰加重钻井液来改善钻井液的润滑性，减少了复杂事颗粒表面电荷最高，相比重晶石、铁矿粉在钻井液体故的发生『3，中国对四氧化三锰加重钻井液的研究系中表面亲水性最强，颗粒的稳定性最强。报道较少。采用钻井液极压润滑系数和泥饼黏滞系数3)加重剂粒度分析。如图l～罔3所示，四评价了四氧化三锰、重晶石、铁矿粉加重钻井液的润氧化锰、重晶石、铁矿粉的D值分别为0．229、滑性，室内进一步利用四氧化三锰、重晶石、铁矿粉18．05、27．62gm，比表面积分别为11．889、0．438、0．24l颗粒表面电性、粒度分布、微观形貌等特性，探讨了m／g，可见四氧化三锰要比重晶石、铁矿粉的粒度

5、分四氧化锰及其与重晶石、铁矿粉复配加重改善钻井布窄、粒径小、比表面积大。液极压润滑性能与泥饼润滑性能的作用机理。00·0籁808．8巅1室内实验鑫606．6鑫404．4202．2厘1)实验仪器。EP极压润滑仪；NZ一2型滑板式噱凶00．0泥饼黏滞系数测定仪；Zetasize3000电位分析仪；粒径，岫berttersizer2000型激光粒度仪；日立S一4800冷场发罔1四氧化锰的粒度分布射扫描电子显微镜。四氧化三锰重晶石，铁矿粉。2)表面电荷分析。在质量分数为l％的3种加4)微观形状。3种加重材料的扫描电子显微镜重剂与蒸馏水的悬浮溶液中，滴加NaOH稀溶液调图片如图4所示。

6、南图4可知，四氧化锰为四方晶基金项目：国家自然基金(51374233)；全国大学生创新训练项目(20131042501I)。第一作者简介：韩成，在读硕士研究生，现在主要从事钻井液技术研究工作。地址：山东省青岛技术经济开发区长江西路66号；邮政编码266580；电话13646429858；E—mail：hubeihancheng@163．com。学兔兔www.xuetutu.com第3l卷第2期韩成等：四氧化三锰水基钻井液润滑性能评价与研究7O系尖晶结构，颗粒呈球形；重晶石为斜方晶系结构，的极压润滑系数上升变快；在相同的钻井液密度下，为长块状结构；铁矿粉颗粒为四面体结构，形状极

7、不四氧化锰加重钻井液的极压润滑系数要小于重晶叭图3规则，且棱角分明。石、铁矿粉加重钻井液。分析原因主要为：①由Zeta电位分析结果可知，相同pH值条件下，四氧化锰O0loI·)j”p皿D"18．05，80——篡羹颗粒表面Zeta电位最高，因而相比重品石、铁矿粉J(60f，’，I3．6鑫其在钻井液中的均匀性更好，钻井液流动时内摩擦力40⋯川r，Iz-4更低，润滑性相对更好。②由前面扫捕电镜和粒度分2O一州*惜r*}*^1．2厘IfI⋯IIIlll凶布可知，四氧化锰呈球形颗粒，颗粒粒径小，颗粒00．000．