1. 引言
随着油气勘探开发不断向深层、高温高压和复杂地质区域推进，钻井过程中遇到的摩阻升高、卡钻和钻具磨损等问题日益突出，严重影响施工效率与作业安全。为提升钻井液体系的润滑性能，润滑剂作为关键助剂被广泛研究与应用。传统润滑剂如矿物油、合成酯或水溶性聚合物在一定条件下可有效降低摩擦，但在严苛井下环境中易出现热分解、降解或润滑效果衰减等问题，限制了其适用范围。近年来，新型润滑技术不断涌现，包括纳米颗粒润滑剂、油固复合体系以及具备环境响应特性的智能润滑剂，不仅在润滑性能上表现出色，还具备良好的环境兼容性和体系稳定性。本文围绕钻井液润滑剂的发展历程与研究热点展开综述，分析各类润滑剂的作用机制与性能特点，并探讨当前存在的问题及未来发展方向。
2. 水基钻井液润滑剂的分类、润滑机理与研究进展
钻井液润滑剂作为钻井液体系中不可或缺的功能性添加剂，主要用于降低钻柱与井壁间的摩擦阻力，减少钻具磨损，改善钻井效率及保障作业安全。根据其组成、物理化学性质及润滑作用机理，钻井液润滑剂可分为油基润滑剂、水溶性润滑剂、固体润滑剂、复合型润滑剂四大类。不同类型润滑剂适应不同钻井工况，润滑机理也各具特色。合理分类与深入理解润滑机理，有助于优化润滑剂配方，提升钻井液性能[1]。
2.1. 油基润滑剂
油基润滑剂是最早应用于钻井液的润滑剂类型，常由矿物油、合成酯或植物油组成。其核心润滑机制为油膜润滑，即在钻柱与井壁接触面形成一层连续、稳定的油膜，阻隔金属直接接触，减少摩擦和磨损。油膜可承受较高的剪切应力和载荷，确保润滑效果的持久性和可靠性。油基润滑剂表现出优异的高温稳定性和极压承载能力，适用于高温高压及复杂地层环境。然而，其与水基钻井液兼容性较差，易发生相分离，且环境污染风险较大，限制了其在绿色环保钻井中的应用。
近年来，生物基油脂因其可再生性和良好的生物降解性逐渐成为研究热点。菜籽油、葵花籽油、大豆油、棕榈油等天然植物油被广泛开发用于润滑剂基质。然而，植物油存在氧化稳定性差、低温流动性差等天然缺陷，限制了其直接应用。因此，研究者普遍采用酯交换、酯化、酰胺化、环氧化等化学改性方法，以改善其理化性能。如表1所示，Erhan等人[2]通过对大豆油进行环氧化处理，有效提高了其低温流动性和热稳定性，拓展了其在严苛环境下的应用潜力。Elrod等人[3]以4,4-硫代联苯酚与高纯度棉籽油反应，制备出适用于水基钻井液体系的润滑剂，在43℃~82℃条件下合成，并在0.5%~2.0%添加量范围内显著改善了钻井液的润滑性能。植物油润滑剂的润滑性能主要来源于其分子中极性基团的吸附作用和长链烃基的剪切保护效应。改性手段的差异直接影响其分子结构和性能表现。
为解决传统油基润滑剂与水基钻井液体系间相容性差的问题，研究者提出了乳化型润滑剂的发展方向。其核心在于通过引入高效乳化剂与界面活性剂，将油相润滑剂稳定地分散于水相中，形成微乳液或乳状液，从而兼具油基润滑性能和水基环保特性。乳化型润滑剂不仅提升了润滑效率，还可改善润滑剂在钻井液中的分布均匀性，减弱对钻井液流变性的干扰。
近年来，纳米乳液技术的引入进一步提升了油水分散体系的稳定性与润滑性。研究表明，乳液粒径降至纳米级别(<100 nm)后，表面能显著上升，更易在金属表面形成致密吸附膜，从而提高边界润滑效应。例如，Luo等人[4]研究表明，在低速条件下，油包水(O/W)型乳液中的水相可通过表面吸附形成润滑层，有效降低摩擦系数。Patel [5]开发的硅氧烷类乳液润滑剂基于二甲基硅氧烷聚合物合成，兼具无毒、环保、润滑性强等优点，已在绿色钻井液体系中展现良好前景。
Table 1. Comparison of modification methods and performance of different oil-based lubricants
表1. 不同油基润滑剂改性方式及性能对比
文献 |
原料油种 |
改性方式 |
应用体系 |
关键性能指标 |
润滑性能改善效果 |
Erhan et al. |
大豆油 |
环氧化 |
低温润滑体系 |
流动点下降至−25℃，氧化稳定性提升32% |
优化低温操作性能 |
Elrod et al. |
棉籽油(98%~99.5%) |
酯化/酚化反应 |
水基钻井液 |
添加2%时，润滑系数下降42% |
显著改善润滑性 |
Luo et al. |
矿物油 + 乳化剂 |
纳米乳液化 |
金属加工 |
纳米粒径 < 100 nm，形成稳定油膜 |
降低摩擦30% |
Patel |
二甲基硅氧烷聚合物 |
乳液分散 |
水基钻井液 |
无毒，润滑膜稳定，环境污染低 |
提高润滑持久性 |
植物油改性润滑剂研究显示出优异的性能提升潜力，但当前存在的主要问题有改性成本较高，工业规模制备仍有待优化；部分改性剂如酚类、硫化物存在环境和健康风险；润滑性能受极性基团吸附能力影响显著，存在体系间选择性适配问题。因此，后续研究可聚焦于绿色、低毒、高效的改性方法开发，探索生物基功能单体的结构设计策略。而乳化型润滑剂的核心瓶颈在于：界面活性剂选择复杂，不同钻井液体系中稳定性差异大；纳米乳液制备工艺控制难度较高，涉及剪切力、表面能匹配等因素；稳定性与润滑性存在一定矛盾，微粒过细时易被流体携带走失。因此，未来发展应聚焦于智能响应型乳化体系的设计(如pH响应、温度响应)以及多功能复合型乳化剂的构建。
2.2. 水溶性润滑剂
水溶性润滑剂主要服务于水基钻井液体系，涵盖聚乙二醇、脂肪醇聚氧乙烯醚、胺类化合物及天然糖类等。其润滑机理基于极性官能团与金属或岩石表面吸附，形成吸附膜降低摩擦阻力。该吸附层通过化学键合或物理吸附稳固存在于接触界面，减少金属间直接接触。此外，部分高分子水溶性润滑剂在高剪切条件下能形成网络结构，增强润滑膜的承载能力。水溶性润滑剂具备良好的环保性能和体系兼容性，但耐高温和高盐性能相对较弱，限制了其在极端井下环境的广泛应用[6]。
聚乙二醇(PEG)、聚丙烯酰胺(PAM)和聚丙二醇(PPG)等合成高分子具有良好的水溶性和分子链柔顺性，在润滑过程中能够形成有效的分子吸附层，从而减少界面摩擦。为了进一步增强其在高温、高盐环境下的适应能力，研究者通过共聚改性、接枝改性、亲油基团引入等方式，实现了润滑性能与耐热性能的协同提升。
如表2所示，阚艳娜等人[7]将聚醚多元醇(SYP-2)与聚合醇(JLX)复配用于钻井液体系，有效提升了润滑性与钻进效率；Qin等[8]则报道了聚天冬氨酸(PA)与PEG协同润滑的优势，其10% PA + 5% PEG组合相较于单独使用，摩擦系数降低超过30%。协同机制源于PA对金属表面的螯合作用与PEG形成氢键构建的稳定润滑膜，从而显著提高抗剪切和热稳定性。Xiao等人[9]进一步比较了不同分子量聚丙二醇(PPG)在润滑性能方面的差异，发现较低分子量(如PPG-400)由于其更优的分子迁移与铺展能力，在减摩性能方面更为出色。该研究还指出，体系pH对润滑膜形成的影响显著，呈现出明显的pH适应窗口。
天然高分子如壳聚糖、海藻酸钠、蛋白水解物等，由于具有良好的生物降解性、来源广泛且环境负担小，成为近年来绿色润滑剂研发的重要方向。但天然高分子往往存在水溶性差、分散性弱、结构不稳定等问题，限制了其在复杂钻井条件下的应用。为此，化学修饰与交联改性成为提升其性能的关键路径。赵虎等人[10]以非离子表面活性剂烷基糖苷(APG)为基础，合成了阳离子改性产物CAPG与聚醚胺改性NAPG，并对其在清水与加重膨润土浆液体系中的极压润滑系数进行了系统对比。结果表明：在0.5%添加量下，NAPG将润滑系数从0.230降至0.135，优于CAPG与原始APG，显示出明显的润滑增强效果。
Table 2. Performance comparison of different water-soluble lubricants
表2. 不同水溶性润滑剂性能对比
文献 |
润滑剂类型 |
改性方式 |
应用条件 |
添加量 |
润滑系数降低幅度 |
其他性能优势 |
阚艳娜等 |
SYP-2 + JLX |
共混复配 |
高温水基钻井液 |
1.0% |
下降约28% |
适用于深井段 |
Qin等 |
PA + PEG |
氢键协同 |
高盐/高温环境 |
10% + 5% |
降低约33% |
构建稳定润滑膜 |
Xiao等 |
PPG-400 |
分子量控制 |
变pH环境 |
1.0% |
降低近40% |
分散性优，减摩好 |
赵虎等 |
NAPG |
聚醚胺改性 |
高密度膨润土浆液 |
0.5% |
降至0.135 |
绿色环保、界面活性强 |
高分子润滑剂的研究进展表明，通过结构设计与复合改性，可以有效提升润滑性能与体系稳定性。然而，当前仍存在以下技术瓶颈需突破：高分子链结构在高温高盐条件下易降解或卷曲，影响润滑层稳定性；多组分复配体系中存在潜在相容性与分散性问题；天然高分子虽绿色环保，但功能团含量低、化学修饰难度高，规模应用尚存在技术障碍。未来的发展趋势应聚焦于：智能响应型高分子润滑剂的构建，使其在剪切、温度、盐度变化下仍能自适应吸附；仿生润滑设计，借鉴天然生物膜中的复合结构，构建多层次润滑体系；绿色低成本改性技术开发，降低天然高分子的工业应用门槛。
2.3. 固体润滑剂
固体润滑剂利用其颗粒的物理特性，主要通过滚动摩擦和填充微观凹槽两种机理实现润滑。常用固体润滑剂包括石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯及纳米材料(如碳纳米管、石墨烯等)。在接触面，固体颗粒如“滚动轴承”般转动，显著降低滑动摩擦；同时颗粒嵌入表面微裂纹和凹坑，形成保护膜，减轻机械磨损。纳米级固体润滑剂因其高比表面积和优异的分散性，展示出更优越的润滑性能[11]。但团聚和沉降现象影响其实际应用效果，需通过表面改性和复合技术加以改善。
纳米级固体润滑剂具有更高的比表面积和表面能，能够更有效地形成润滑膜，降低摩擦系数。研究表明，纳米石墨烯、纳米二硫化钼等材料在高温高压环境下表现出卓越的润滑性能和热稳定性。纳米固体润滑剂通过表面官能化和复合改性，改善了分散性和耐磨性。复合纳米材料(如石墨烯/二硫化钼复合物)展现出协同润滑效果，为固体润滑剂性能提升提供新途径[12]。固体润滑剂易发生团聚和沉降，降低润滑效率。通过表面改性、包覆技术和助剂复配，提升颗粒的分散稳定性成为研究重点。超声分散、高分子包覆以及表面活性剂辅助分散技术有效延长了润滑剂在钻井液中的悬浮时间，提高润滑持续性。
为提升水基钻井液体系的润滑性能，近年来研究者们围绕不同类型的润滑添加剂开展了大量探索，尤其集中在纳米材料、固体润滑剂及改性石墨方向。如表3所示，Saffari等人[13]系统评估了镁、锌、铝和钛四种金属元素的纳米硼酸盐在水基钻井液中的润滑效果。研究表明，这类纳米颗粒可有效增强润滑膜在高载荷下的强度，其性能显著优于未加润滑剂的基浆以及添加商用润滑剂BitcLub的对照组，显示出良好的纳米润滑剂开发潜力。与此同时，Bukhawwah等人[14]提出一种新型基于脂肪酸的固体微胶囊润滑剂，并与两种液态润滑剂(分别由酰胺化脂肪酸和多元醇酯构成)进行对比实验。在三种典型盐水体系(KCl、NaCl和CaCl2)中进行评价后发现，液体润滑剂在降低极压条件下的润滑系数方面效果更佳，固体微胶囊润滑剂虽具备缓释特性，但在短时高载荷场景中表现略逊一筹，提示其在特定条件下可能更适合于中低速钻进或复杂井段的长期润滑需求。
在石墨基润滑剂的研究中，董宏伟等[15]通过将天然鳞片石墨与润湿剂、乳化剂(十二烷基三甲基溴化铵)以及羧甲基纤维素协同复配，成功制备出一种具有稳定分散性的改性石墨润滑剂。实验证实，该润滑剂在3%质量浓度下可使钻井液的摩擦系数降低达80.3%，并已在长庆某气井中2195 m水平井段成功应用，展现出良好的现场适应性与高效润滑能力。Wang等[16]则采用阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基氯化铵)对石墨粉表面进行物理吸附改性，在显著提升其水相分散性的同时，也改善了其高温下的性能稳定性。实验结果表明，在经历180℃高温老化后，仅添加0.05%的改性石墨润滑剂即可将4%膨润土基浆的黏滞系数降低67%，突显其在高温井段的可行性。
Table 3. Comparison of lubrication performance of different solid lubricants
表3. 不同固体润滑剂润滑性能对比
润滑剂类型 |
代表文献 |
添加浓度 |
摩擦系数/黏滞系数降低幅度 |
温度稳定性 |
分散性 |
应用场景 |
纳米硼酸盐 |
Saffari et al. |
未标明 |
显著提升润滑膜强度 |
中等 |
良好 |
通用高载井段 |
脂肪酸微胶囊 |
Bukhawwah et al. |
固体1%；液体1% |
液体优于固体 |
液体较稳定 |
固体分散需辅助剂 |
盐水基钻井液体系 |
改性石墨(复配) |
董宏伟等 |
3% |
摩擦系数下降80.3% |
良好 |
稳定 |
长水平段现场验证 |
改性石墨(阳离子表面活性剂) |
Wang et al. |
0.05% |
黏滞系数下降67% |
可耐180℃ |
极佳 |
高温深井段 |
当前水基钻井液润滑剂的研究已取得诸多进展，然而仍存在若干亟待突破的技术瓶颈。高温高盐环境下润滑剂的分散稳定性与界面吸附能力之间存在权衡；部分纳米润滑剂制备工艺复杂、成本高，制约其大规模工业应用；石墨及固体润滑剂的回收与处理问题亦为其推广应用带来挑战。未来研究可重点聚焦于：一是开发新型多功能表面修饰技术，实现润滑剂的高分散性、高稳定性与环境友好性兼备；二是探索润滑剂在复杂井况中的协同机制与动态响应，提升其智能适应能力；三是建立多尺度表征与模拟体系，深化润滑剂界面作用机理的理解，为设计下一代高效绿色润滑剂提供理论基础。
2.4. 复合型润滑剂
复合润滑剂是通过将两种或多种润滑剂合理配比，发挥协同效应，提升润滑性能的润滑体系。常见复合类型包括油基与固体润滑剂复配、水溶性润滑剂与表面活性剂共用等。复合润滑剂融合了不同润滑剂的优势，能够同时实现油膜润滑、边界吸附和颗粒润滑等多重润滑机制，增强润滑层的稳定性和承载能力。这类润滑剂表现出较好的高温、高剪切及复杂化学环境适应性，但其制备工艺复杂，对材料配伍性和体系稳定性要求较高。
复合型润滑剂通过将多种润滑成分有机结合，利用不同润滑机制的互补性，实现整体性能的提升。当前研究重点聚焦于优化配比、增强体系稳定性以及拓展复合材料种类。例如，油基润滑剂与固体纳米润滑剂的复合应用广泛，纳米石墨烯和纳米二硫化钼等添加剂被证明能有效降低摩擦系数和磨损率，提高润滑剂的热稳定性和耐磨性能。研究表明，纳米材料的高比表面积和优异的润滑性能促进了润滑膜的形成与修复，显著增强了复合润滑剂的持久润滑效果。此外，水溶性高分子润滑剂与表面活性剂或纳米颗粒复合，改善了水基润滑剂在高盐、高温条件下的稳定性和润滑效率。通过分子设计调控聚合物链结构及复合颗粒形貌，提升了润滑剂的吸附能力和膜层强度。近年来，深共晶溶剂与纳米润滑剂的复合体系也显示出优异的环保性和润滑效果，符合绿色钻井技术的发展方向[17]。
近年来，绿色环保型润滑剂的开发受到广泛关注，众多学者围绕生物基资源、表面活性剂以及复配体系的协同作用开展了大量研究。如表4所示，邓小刚等[18]以地沟油为原料合成生物柴油，联合三种乳化剂(Span-80、OP-10及聚合型乳化剂ARLACEL-P135)与水形成油包水型润滑体系(SWR-2)，其中ARLACEL-P135的引入增强了乳液界面膜的稳定性，并协同Span-80和OP-10显著延长了乳液的储存期，使其常温稳定性超过90天。实验结果显示，仅添加0.5%该体系，即可使淡水钻井液润滑系数降低超过80%，并与聚合物、聚磺钻井液体系具有良好兼容性。Tong等[19]则以生物柴油、Tween-80与水构建水包油型纳米乳液，制得一种绿色环保型水基润滑剂，在水相中形成稳定纳米结构，展现出优异的润滑性能。
在植物油方面，郝宗香等[20]采用改性植物油与多羟基胺酯化反应，结合阴离子表面活性剂及助乳化剂，制备出低荧光水相乳状润滑剂RY-838。仅需0.5%用量即可使润滑系数降低超过88%，并已在安塞与姬塬油田21口水平井中应用，现场荧光等级低于2级，与聚合物钻井液体系兼容性良好，表明其在实际钻井作业中具备良好应用前景。此外，Nunes等[21]探究了黄原胶与不同碳链长度(C6-C18)单酸甘油酯复配体系的性能，发现当黄原胶浓度为0.43%，并配合C12与C18甘油酯时，润滑系数由0.150.2显著降至约0.05，显示出较强的协同降摩效果。刘凡[22]研究了一种由正十二硫醇与三油酸三羟基丙烷多元醇酯组成的复配润滑体系，在1%剂量、150℃高温老化条件下，润滑系数降低率由80%提升至92%；更重要的是，该配方有效抑制了在180℃和210℃高温老化过程中的起泡问题，表明其具备良好的热稳定性和抗泡性能。
Table 4. Performance comparison of different composite lubricants
表4. 不同复合型润滑剂性能对比
研究者 |
润滑剂类型 |
降摩率(%) |
稳定性/温度耐受 |
兼容性 |
邓小刚等 |
生物柴油/SWR-2 |
>80% |
稳定90天；常温 |
聚合物、聚磺兼容 |
Tong等 |
生物柴油/水包油纳米乳液 |
未明示 |
纳米结构稳定 |
良好 |
郝宗香等 |
RY-838 (酯化 + 乳化剂) |
>88% |
现场荧光等级 < 2级 |
良好 |
Nunes等 |
黄原胶 + 甘油酯 |
降至约0.05 |
黄原胶0.43%，协同显著 |
良好 |
刘凡 |
正十二硫醇 + 多元醇酯 |
92% |
150℃~210℃抗泡稳定 |
良好 |
综上所述，当前绿色润滑剂研究集中在生物基油脂的改性、乳化剂协同作用以及高温稳定性设计等方面。从性能对比来看，多数润滑剂在低剂量(<1%)下即可实现80%以上的润滑系数降低，显示出良好的经济性；其中，含有多羟基、酯基或硫醇结构的分子在高温老化和抗泡方面优势尤为显著。实际应用案例如RY-838的现场使用结果，验证了此类产品的工程适用性。
然而，从整体研究发展看，目前绿色润滑剂仍面临以下几方面的挑战与发展方向，部分润滑体系在高于180℃的复杂井下环境中稳定性下降，需引入更具抗氧化性能的添加剂。乳液结构优化不足：乳状体系稳定性往往依赖多个乳化剂协同作用，但长期储存与现场温变对其影响尚需系统评估。高性能润滑剂往往使用多种改性剂，而其环境降解性、安全性评估仍待完善。部分实验室性能优良的润滑剂，在现场复杂井况下兼容性和稳定性未必理想，需要大量现场验证。未来研究可重点关注绿色润滑剂分子结构与性能之间的构效关系，开发具有智能响应、环境友好、长期稳定的新型润滑剂，推动其从实验室走向工业化应用。
2.5. 智能响应润滑剂
智能响应润滑剂作为润滑技术的创新突破，通过对环境参数变化的敏感响应，实现润滑剂的按需释放和自适应性能调整。微胶囊技术是当前研究的核心，润滑成分被封装于微米至纳米级胶囊中，能够根据温度、pH值或机械剪切力变化释放活性物质，延长润滑剂使用寿命并提升润滑效率。近年来，基于温敏性聚合物的微胶囊润滑剂逐渐成熟，这类材料在特定温度范围内改变胶囊壳体的通透性，实现润滑成分的智能释放。相关研究表明，这种润滑剂能有效应对钻井过程中温度波动大、剪切强度高的复杂环境，提高润滑剂的现场适应性。此外，pH敏感微胶囊润滑剂通过壳体聚合物对pH变化的响应，控制润滑油释放，满足不同地层酸碱条件的润滑需求。智能润滑剂还结合了纳米技术，开发出复合微胶囊材料，提升了机械稳定性和润滑持久性[23]。
如表5所示，史沛谦等[24]以不饱和脂肪酸为油性基体，设计并引入双吸附位点的亲水基团，以增强润滑剂在摩擦界面上的吸附性能，合成了一种新型双吸附基水基钻井液润滑剂SR-1。实验表明，添加1.5% SR-1可使聚合物钻井液的润滑系数降低至0.0441，而在聚磺钻井液体系中加入4%时，润滑系数可降至0.05以下，降幅达80.24%。此外，SR-1具备良好的体系兼容性，耐盐浓度可达20%，并可承受高达220℃的温度。吕开河等[25]则基于醇醚类化合物的“浊点行为”开发出聚醚多元醇润滑剂SYT-2。该润滑剂在高于浊点温度下可形成类油微滴，吸附于井壁与钻具表面，从而显著提升水基钻井液的润滑性能。
Table 5. Core performance indicators and technical characteristics of different research works
表5. 不同研究工作的核心性能指标与技术特点
润滑剂类型 |
设计机制 |
关键性能 |
使用条件 |
润滑系数降幅 |
温度/盐稳定性 |
文献来源 |
SR-1双吸附基 |
化学吸附 + 极性强化 |
1.5%润滑系数降至0.0441 |
聚合物钻井液 |
80.24% |
220 ℃，20% NaCl |
史沛谦 |
SYT-2聚醚多元醇 |
浊点行为 + 微滴吸附 |
高温时形成油滴状润滑层 |
高温钻井液 |
未明确定量 |
>150 ℃，良好 |
吕开河 |
微胶囊温敏型 |
PNIPAM响应壳体 |
触发式润滑剂释放 |
温度敏感区 (35℃~50℃) |
40%~70% (文献区间) |
可调 |
综合评述 |
pH敏微胶囊 |
壳聚糖/聚丙烯酸响应 |
pH变化控制释放速率 |
pH < 6或>9 |
可达60%降幅 |
pH 6~11 |
综合评述 |
总体而言，智能响应润滑剂在响应速度、结构设计及环境适应性方面已取得显著进展，未来研究可聚焦于“多响应复合型壳体设计”“纳米颗粒增强稳定性”“三维可控释放动力学建模”以及“现场实测反馈机制构建”，从而推动智能润滑剂从实验室走向工业化应用，助力高效安全钻井作业。
3. 钻井液润滑剂面临的挑战与发展趋势
随着钻井技术向深井及极端复杂环境发展，钻井液润滑剂面临多重挑战。首先，深井高温和高盐环境对润滑剂的热稳定性和化学稳定性提出了更高要求，传统润滑剂易因热降解或盐害失效，影响润滑效果和设备寿命。其次，润滑剂需兼顾环境保护，生物降解性和低毒性成为关键指标，传统石油基和重金属添加剂的环境风险促使润滑剂向绿色环保方向转型。此外，润滑剂与钻井液其他组分的兼容性和体系稳定性仍需优化，以确保整体性能[26]。
水基钻井液润滑剂各自的优缺点及适用范围如表6所示，总的来说钻井液润滑剂未来发展应聚焦高温高盐耐受性材料的设计，提升润滑剂在极端条件下的持久润滑性能。同时，推广生物基和可降解材料，满足绿色钻井需求。多功能复合润滑体系的开发将整合润滑、抗磨及抗腐蚀功能，提高综合性能。智能响应润滑剂的兴起，依托微胶囊及环境敏感材料，实现润滑剂的按需释放和自适应调节，提升井下适应性和效率。最后，加强实验室与现场的结合，推动润滑剂技术向实际工程的应用转化。
Table 6. Comparison of water-based drilling fluid lubricant properties
表6. 水基钻井液润滑剂性能对比
润滑剂类别 |
优势 |
不足 |
适用范围 |
油基润滑剂 |
润滑性能优异，高温稳定性好 |
易污染地层，环保性差 |
高温深井、油基钻井液系统 |
水溶性润滑剂 |
易分散、配伍性好、环保 |
润滑效果相对较弱 |
水基钻井液、环保井场 |
固体润滑剂 |
热稳定性强、摩擦系数低 |
易沉降、分散性差 |
高温井、堵漏或特殊地层 |
复合型润滑剂 |
多性能协同、综合润滑性能强 |
成本高、体系稳定性差 |
高难井、长水平段井 |
智能响应润滑剂 |
可控释放、温敏/剪切响应特性 |
技术复杂、成本较高 |
高温高压井、智能钻井液体系 |
4. 结论
钻井液润滑剂作为提高钻进效率、降低摩阻和保障井下作业安全的重要功能添加剂，已发展出多种类型并在不同工况中发挥关键作用。传统油基、水溶性及固体润滑剂技术不断优化，复合型与智能响应型润滑剂的兴起则满足了复杂井况下对高效、环保和智能化润滑的需求。未来研究应聚焦材料绿色化、润滑机制协同与现场适应性提升，以推动润滑剂向高性能、多功能和可持续方向发展，为深井与特复杂地层钻井提供更可靠的技术支撑。
基金项目
重庆科技大学研究生创新计划项目(YKJCX2420140)。