摘要：深井钻探面临高温高盐、钻进摩阻高等难题，现有的水基钻井液润滑剂在高盐高温下效果欠佳。本文旨在研发抗220℃抗饱和盐水基钻井液润滑剂。通过分析常用润滑剂性能，提出研制思路，确定最优合成方案，制备出满足深井钻井液要求的润滑剂。

　　关键词：抗高温；抗饱和盐；合成酯；润滑剂

　　0引言

　　深层钻井普遍具有高温高盐、摩阻高的特点，润滑剂在高温、高盐条件下容易吸附性能恶化、水解，降摩减阻效果不理想，影响钻井周期。为解决高盐度及深井高温环境下，因润滑剂无法吸附和水解失效而导致的水基钻井液润滑剂性能降低的问题，本文研发一种同时抗220℃、抗饱和盐特性的水基钻井液润滑剂，满足钻井液对润滑剂性能的更高需求。

　　1抗220℃抗饱和盐润滑剂研制思路

　　合成酯类润滑剂具有良好的高温稳定性，低温流动性好，抗氧化性强，与复配材料的相容性好，具有良好的润滑性能，减少摩擦和磨损，同时易降解。

　　基础油的选择与考虑：性能匹配，确保与合成脂性能匹配，考虑抗氧化性能；兼容性，确保基础油与合成脂不会发生相分离或化学反应。

　　表面活性剂的作用与选择：降低界面张力，选择适当亲水亲油平衡值的表面活性剂，以适应不同的润滑环境；抗乳化性，防止润滑剂使用过程中与水或其他液体发生乳化。

　　极压抗磨剂的添加与优化：提高承载能力。防止金属间直接接触从而减少磨损和擦伤。考虑极压抗磨剂与合成脂和基础油的协同作用。

　　2抗温抗盐合成酯润滑剂的研制

　　2.1合成酯的研制

　　单体筛选：长链羧酸+多元醇/长链醇+多元酸。将酸和醇置于反应容器中，加入催化剂，150℃温度下搅拌通氮气反应5 h，酯化产物。合成方案见表1。

　　配淡水基浆，加入0.5%酯化产物，在不同条件下，高速搅拌20 min，测润滑系数，见表2。

　　通过实验数据分析，合成方案2#为最优方案，并经过单体比例优化，油酸和丙三醇单体比例为1.2∶1时，老化前后润滑性能都较好。

　　2.2基础油评价及优选

　　选取生物柴油JCY-2、改性硅油JCY-3、改性植物油JCY-4、白油JCY-5和研制的合成酯复配进行性能测试，结果如图1所示。

　　由图1可知，饱和盐浆中，老化前JCY-2、JCY-5润滑系数降低率分别达53%、48%，选择JCY-2与JCY-5为基础油。

　　2.3表面活性剂复配优选

　　BM类表面活性剂：HLB值较低，可吸附于钻杆、套管上。BN类表面活性剂：HLB值较高，具有极强的抗盐能力。通过将BM-1和BN-1进行复合调节配比，再采用高速离心法测定其稳定性，结果如图2所示。

　　由图2可知，当HLB值为7.3时，析油率最低，表明其稳定性最好。这是由于该HLB值的复合乳化剂可吸附形成致密的油水界面膜，具有一定的机械强度，因此液滴不易碰撞聚并。

　　2.4极压抗磨剂的优选

　　极压抗磨剂主要应用于高速、高温和高负荷等较为恶劣苛刻的钻探环境。当负荷越高，金属表面抗磨添加剂形成的膜逐渐被破坏，可再次形成化学反应膜。选择JYJ-1、JYJ-2、JYJ-3、JYJ-4、JYJ-5、JYJ-6、JYJ-7进行优选。

　　JYJ-3出现严重分层；JYJ-6起泡严重；JYJ-1、JYJ-2、JYJ-4润滑性能下降；JYJ-5与JYJ-7性能良好，但JCY-5老化后起泡较严重，而JYJ-7密度变化值更小。因此，选择性能更全面的JYJ-7作为极压抗磨剂，见表3。

　　2.5抗220℃抗饱和盐润滑剂的制备

　　应用正交实验确定各原料的物料比，并确定主要因素对所制备的润滑剂的性能的影响。

　　确定润滑剂配方：92%（合成脂+基础油JCY-2）+6.5%复合表面活性剂+1.5%复合极压抗磨剂（JYJ7）。

　　3抗220℃抗饱和盐润滑剂性能评价

　　研制的抗220℃抗饱和盐润滑剂在含有质量分数为36.0%NaCl的基浆中加入1.0%润滑剂，在热滚72 h后有效降低摩擦系数，具有出色的性能，能够满足钻井工程对润滑剂的需求，为深井钻探提供了可靠的技术支持，其评价数据见表4。

　　4结语

　　本研究成功研制出抗220℃抗饱和盐水基钻井液用润滑剂，为解决深井钻探中的高温、高盐及钻进摩阻高的难题提供了有效的解决方案。经性能评价，该润滑剂在不同条件下均表现出了出色的降摩减阻效果，满足了钻井液对润滑剂在高温高盐环境下的性能要求。未来，随着深井钻探技术的不断发展，抗高温、抗高盐的润滑剂将在石油工业中发挥更加重要的作用，本研究成果也将为相关领域的研究和应用提供有益的参考和借鉴。