1、 胜利职业学院 刘日华一、国外钻井液技术发展动态二、我国钻井液技术的发展二、我国钻井液技术的发展 三、气体型钻井完井流体三、气体型钻井完井流体四、需要进一步发展的新技术四、需要进一步发展的新技术一、国外钻井液技术发展动态一、国外钻井液技术发展动态l1. 阴离子型聚合物水基钻井液的研制阴离子型聚合物水基钻井液的研制l2. 阳离子型聚合物水基钻井液的研制阳离子型聚合物水基钻井液的研制 l3. 合成基油包水钻井液合成基油包水钻井液l4. 乙二醇类水基钻井液乙二醇类水基钻井液(glycol) l5. 甲基葡萄糖甙水基钻井液甲基葡萄糖甙水基钻井液l6. 甲酸盐类水基钻井液甲酸盐类水基钻井液l7. 微泡气
2、体钻井液微泡气体钻井液 8. 防漏技术与封堵技术的发展防漏技术与封堵技术的发展 在原堵漏物料的基础上又提出了防漏物料。另外在原堵漏物料的基础上又提出了防漏物料。另外在降低失水量材料的研制方面，打破了过去在降低失水量材料的研制方面，打破了过去“吸附吸附”为基础的理论，而提出以为基础的理论，而提出以“封堵封堵”为基础的理论。例为基础的理论。例如己应用的超细碳酸钙，单封等均具有降失水和堵漏如己应用的超细碳酸钙，单封等均具有降失水和堵漏作用。近期国外文献中又提出了用聚合物使之在固定作用。近期国外文献中又提出了用聚合物使之在固定的级配细颗粒下，制成具有可溶、部分溶、不溶三种的级配细颗粒下，制成具有可溶、
3、部分溶、不溶三种状态同时存在的产品，具有很好的防漏作用，另外还状态同时存在的产品，具有很好的防漏作用，另外还开发了一些如膨胀性填料等新产品。据称这类产品不开发了一些如膨胀性填料等新产品。据称这类产品不仅可起到防漏的效果，而且还可增强井壁强度，使破仅可起到防漏的效果，而且还可增强井壁强度，使破裂压力提高。既有很好的防漏作用又有很好的润滑性。裂压力提高。既有很好的防漏作用又有很好的润滑性。9. 自控自控技术发展方面技术发展方面 国外特别针对海上作业者，研制成功一国外特别针对海上作业者，研制成功一种种综合自控泥浆系统综合自控泥浆系统(Intergrated automation for a mud
4、system)，据称该装置，据称该装置己在海上平台进行了己在海上平台进行了l000口井的试验，其中口井的试验，其中有有150口井是油基泥浆的井，效果良好，大口井是油基泥浆的井，效果良好，大大提高了海上作业的安全性并降低了成本，大提高了海上作业的安全性并降低了成本，其实用性和可靠性己得到海上作业者的认可其实用性和可靠性己得到海上作业者的认可。据称目前除准备在新造的钻井平台上安装。据称目前除准备在新造的钻井平台上安装外，还计划在现用平台上安装此设备。外，还计划在现用平台上安装此设备。 这一自控系统包括有这一自控系统包括有:固控设备自控监视器、固控设备自控监视器、泥浆处理剂自动加料器、主要泥浆指标连
5、续监泥浆处理剂自动加料器、主要泥浆指标连续监视器三项主要部位并由中心监视和综合控制系视器三项主要部位并由中心监视和综合控制系统进行调正监控操作。其功能是统进行调正监控操作。其功能是:自动控制各类自动控制各类固控设备的开启运转，自动分析固相含量的组固控设备的开启运转，自动分析固相含量的组分分;自动添加泥浆处理剂，自动控制加药速度自动添加泥浆处理剂，自动控制加药速度(如在一个循环周内加入定量的药品，加重剂如在一个循环周内加入定量的药品，加重剂)，并能自动连续测量显示主要泥浆性能的指标并能自动连续测量显示主要泥浆性能的指标;可可随时提供压井泥浆，节省了为压井而准备的储随时提供压井泥浆，节省了为压井而
6、准备的储罐及泥浆。可谓集所有泥浆作业于一身，对于罐及泥浆。可谓集所有泥浆作业于一身，对于海上高温高压钻井地区多了一个有利的助手。海上高温高压钻井地区多了一个有利的助手。 10.测试仪器方面测试仪器方面 为了量测泥浆在高温高压条件下的流变性为了量测泥浆在高温高压条件下的流变性能，国外研制了不少各类流变仪、稠度仪等。能，国外研制了不少各类流变仪、稠度仪等。如如Haake(哈克公司哈克公司)D1000/300高温高压流变仪高温高压流变仪(剪切速率剪切速率0-1200秒秒-1)动态高温高压试验仪动态高温高压试验仪(可可测动滤失和流变性、最高温度测动滤失和流变性、最高温度644K，工作压，工作压力力14
7、0MPa)环路流变仪环路流变仪(可测室温及可测室温及260K；压；压力力6000磅磅/英寸，英寸，2.50-5000秒秒-1剪切速率剪切速率)等。等。其他还有其他还有Fann90型高温高压旋转粘度计型高温高压旋转粘度计:Chandle公司的公司的7300型流变仪等。型流变仪等。 在测定高温高压条件下泥浆的润滑性方在测定高温高压条件下泥浆的润滑性方面，面，M-I泥浆公司研制成功了可以模拟井底泥浆公司研制成功了可以模拟井底条件的润湿性能装置，可以条件的润湿性能装置，可以200度以上高温及度以上高温及6895Kpa压力条件下对液体润滑剂、固体润压力条件下对液体润滑剂、固体润滑剂以及钻井液的润滑性进行
8、测量。上述仪滑剂以及钻井液的润滑性进行测量。上述仪器国内部分科研单位己有购进者。器国内部分科研单位己有购进者。11.钻屑回注工艺技术钻屑回注工艺技术 由于日益要求严格的环保要求。在第由于日益要求严格的环保要求。在第26届届海洋技术年会上，在钻井技术方面重点讨论了海洋技术年会上，在钻井技术方面重点讨论了四个论题即：酯基油包水钻井液、毒性检验、四个论题即：酯基油包水钻井液、毒性检验、钻屑的回注和排放及高温高压钻井问题。可以钻屑的回注和排放及高温高压钻井问题。可以说这四方面问题都是涉及到环保问题的。关于说这四方面问题都是涉及到环保问题的。关于酯基油包水钻井液本文前面己做了介绍。关于酯基油包水钻井液本
9、文前面己做了介绍。关于钻屑的回注据文献介绍己进入实践成功阶段。钻屑的回注据文献介绍己进入实践成功阶段。其大概流程是将钻屑通过再磨细后与海上混合其大概流程是将钻屑通过再磨细后与海上混合用泵注入疏松层段。用泵注入疏松层段。12. 泥浆处理剂的泥浆处理剂的大容量大容量包装技术包装技术 继水泥、般土粉、重晶石粉的运输采用散继水泥、般土粉、重晶石粉的运输采用散装吹灰技术之后，近期国外对泥浆处理剂装吹灰技术之后，近期国外对泥浆处理剂(不论不论是固体或液体是固体或液体)的包装进行了改进，使用了所谓的包装进行了改进，使用了所谓“大容量大容量”(Bulk)包装，即做成类似集装箱的包装，即做成类似集装箱的不锈钢罐
10、，其容积可装入干料不锈钢罐，其容积可装入干料2000磅或液体料磅或液体料5000磅。既便于运输，又便于使用。据称得用磅。既便于运输，又便于使用。据称得用此此“大容器大容器”后，不仅节约了成本后，不仅节约了成本(约较原包装约较原包装方法节省方法节省10-20%)，还减少了人员操作时的伤，还减少了人员操作时的伤害。这一改革预计会普遍在海上和陆上推广使害。这一改革预计会普遍在海上和陆上推广使用。用。13. 用冷却泥浆的方法来解决高温问题用冷却泥浆的方法来解决高温问题 目前大多数的处理剂都是有机聚合物类目前大多数的处理剂都是有机聚合物类，在高温、高压条件下就会产生降解而失去，在高温、高压条件下就会产生
11、降解而失去原有性能，将导致泥浆性能的破坏。为了解原有性能，将导致泥浆性能的破坏。为了解决这一难题，除了在化学剂的结构上下功夫决这一难题，除了在化学剂的结构上下功夫外，另辟了一条新径，就是降低泥浆温度的外，另辟了一条新径，就是降低泥浆温度的方法方法(目前主要是使用平板式热交换器目前主要是使用平板式热交换器)来保来保持井下的正常状态。持井下的正常状态。 14. 双功能流体技术双功能流体技术UF(Universal fluid) 为了解决为了解决泥浆泥浆与与水泥浆水泥浆的不相容问题的不相容问题，简化固井工艺流程节约时间和成本。国外在，简化固井工艺流程节约时间和成本。国外在MTC技术技术(Mud to
12、 cement)的基础上又进一步的基础上又进一步发展成功了发展成功了UF技术。技术。MTC技术是首先在泥浆技术是首先在泥浆中加入足够的强分散剂，如中加入足够的强分散剂，如SSMA(苯乙烯磺酸苯乙烯磺酸顺式丁烯二酸酐顺式丁烯二酸酐)、SST(磺化苯乙烯亚胺磺化苯乙烯亚胺)等，等，使之与水泥浆有极好的相容性，然后再在泥浆使之与水泥浆有极好的相容性，然后再在泥浆中加入水硬性材料中加入水硬性材料(如水泥、高炉矿渣等如水泥、高炉矿渣等)和辅和辅料如速凝剂等，使上述混合浆符合注水泥浆的料如速凝剂等，使上述混合浆符合注水泥浆的流变性和理化指标流变性和理化指标(如抗压强度如抗压强度)。 而而UF技术则是上述技
13、术的发展，是在钻井技术则是上述技术的发展，是在钻井过程中加入适量的过程中加入适量的BFS(高炉矿渣高炉矿渣)并使流变参并使流变参数满足钻井液的要求，固井前在钻井液中加入数满足钻井液的要求，固井前在钻井液中加入激活剂激活剂(主要是碱性物质，如主要是碱性物质，如NaOH、NaC03、NaSi03)使高炉矿渣活化产生使高炉矿渣活化产生 “水硬性水硬性”性能。性能。达到固井工艺的要求。达到固井工艺的要求。 15. 井眼稳定技术方面井眼稳定技术方面 井眼稳定性一直被认为是卡钻及一系列井井眼稳定性一直被认为是卡钻及一系列井下复杂问题的根源，是影响钻井成本的最大因下复杂问题的根源，是影响钻井成本的最大因素。
14、国外用素。国外用X X射线层析成像法进行了井眼的模射线层析成像法进行了井眼的模拟研究；用计算机程序预测井壁的稳定度，并拟研究；用计算机程序预测井壁的稳定度，并求出所需钻井液的密度；通过超声波井下照像求出所需钻井液的密度；通过超声波井下照像工具工具(VBI)(VBI)以声波传递时间和声幅的大小对井以声波传递时间和声幅的大小对井眼进行眼进行3603600 0的扫描，可以给出某处地层的横断的扫描，可以给出某处地层的横断面情况以了解其构形及裂缝状态；面情况以了解其构形及裂缝状态； 利用其射线荧光法利用其射线荧光法(XBF)(XBF)来测量钻井液的组来测量钻井液的组分，重晶石，低固相等的浓度；利用多孔弹
15、性分，重晶石，低固相等的浓度；利用多孔弹性理论，把力学因素和化学因素联在一起考虑，理论，把力学因素和化学因素联在一起考虑，使钻井液和页岩中水的摩尔自由能差引起的化使钻井液和页岩中水的摩尔自由能差引起的化学诱发应力变化与力学诱发应力变化相结合，学诱发应力变化与力学诱发应力变化相结合，开发出了一种井壁稳定性新模式，利用这一模开发出了一种井壁稳定性新模式，利用这一模式计算，可以使井壁稳定问题大为减轻。另外式计算，可以使井壁稳定问题大为减轻。另外还用不同的方法和仪器对泥页岩中钻井液组份还用不同的方法和仪器对泥页岩中钻井液组份迁移动力学方面进行了研究。迁移动力学方面进行了研究。 综合以上技术，可以认为综
16、合以上技术，可以认为9090年代以来更年代以来更加重视泥页岩加重视泥页岩/ /钻井液相互作用的微观机理研钻井液相互作用的微观机理研究，逐步从宏观到微观，由定性到定量，采究，逐步从宏观到微观，由定性到定量，采用力学与化学相结合的方法用力学与化学相结合的方法( (化学一力学藕合化学一力学藕合研究研究) )来实现钻井液配方的优选达到实现井壁来实现钻井液配方的优选达到实现井壁稳定的目的。稳定的目的。16. 流变学方面流变学方面 新版新版(1993(1993年版年版)API RP13D)API RP13D油井钻井液油井钻井液流变学推荐作法流变学推荐作法中与中与19851985年版比较，增加了年版比较，增
17、加了较多的内容，摘要有较多的内容，摘要有: :认为钻井液的流变特性认为钻井液的流变特性很复杂，很难用一种流变模式表达出来，因为很复杂，很难用一种流变模式表达出来，因为钻井液的连续相和分散相在改变，其中钻井液的连续相和分散相在改变，其中: :固相固相、油、气含量也在改变，其相互间还在不停的、油、气含量也在改变，其相互间还在不停的起着物理的、化学的作用，另外还受到流速、起着物理的、化学的作用，另外还受到流速、流道的几何尺寸等因素的影响。流道的几何尺寸等因素的影响。 认为很少有钻井液的流变特性是符合宾汉认为很少有钻井液的流变特性是符合宾汉模式的。目前测量的模式的。目前测量的AV(AV(表观粘度表观粘
18、度) )、PV(PV(塑性粘塑性粘度度) )值等只是习惯使用。值等只是习惯使用。 认为幂律模式较宾汉模式准确。认为幂律模式较宾汉模式准确。 认为卡森模式在低剪切速下较宾汉模式或幂认为卡森模式在低剪切速下较宾汉模式或幂律模式要好，但在高剪切速率下不准。不能用律模式要好，但在高剪切速率下不准。不能用它来进行压力损失的计算。它来进行压力损失的计算。 对钻井液的粘弹性进行了研究。对钻井液的粘弹性进行了研究。 l14、正电性钻井液、正电性钻井液l合成基钻井完井液是以人工合成或改性的合成基钻井完井液是以人工合成或改性的化学品化学品( (如酯类、醚类、合成烃类等如酯类、醚类、合成烃类等) )为基液为基液的一
19、类钻井完井液。合成基钻井完井液为了的一类钻井完井液。合成基钻井完井液为了克服水基钻井完井液难以满足某些复杂条件克服水基钻井完井液难以满足某些复杂条件和特殊要求下的钻井，油基钻井完井液毒性和特殊要求下的钻井，油基钻井完井液毒性大、易着火、影响荧光录井等缺点而发展起大、易着火、影响荧光录井等缺点而发展起来的。国外从八十年代后期开始研究，九十来的。国外从八十年代后期开始研究，九十年带初开始使用，并取得好效果，年带初开始使用，并取得好效果，19941994年被年被列为列为APIAPI认可的钻井液体系。认可的钻井液体系。 自九十年代初酯基钻井液在北海现场首次自九十年代初酯基钻井液在北海现场首次应用成功后
20、，合成基钻井液的种类不断增加，应用成功后，合成基钻井液的种类不断增加，先后发展了第一代的酯类、醚类、聚先后发展了第一代的酯类、醚类、聚-烯烃烯烃类和缩酯类合成基钻井液，以及第二代的线性类和缩酯类合成基钻井液，以及第二代的线性-烯烃类、内烯烃类、线性烷基苯类和线性烯烃类、内烯烃类、线性烷基苯类和线性链烷烃类合成基钻井液。第二代的粘度和钻井链烷烃类合成基钻井液。第二代的粘度和钻井液成本低于第一代，但其环境友好性比第一代液成本低于第一代，但其环境友好性比第一代稍差。国内近年在合成基钻井液的研究方面也稍差。国内近年在合成基钻井液的研究方面也开展了一定的研究工作，并取得了一些初步研开展了一定的研究工作，
21、并取得了一些初步研究结果。究结果。 合成基钻井完井液体系在组成上与传统的合成基钻井完井液体系在组成上与传统的油基钻井液类似，各添加剂的加量也大致相同，油基钻井液类似，各添加剂的加量也大致相同，也主要由有机合成物基液、乳化剂、水相、加也主要由有机合成物基液、乳化剂、水相、加重剂和其它性能调节剂组成。其中有机合成物重剂和其它性能调节剂组成。其中有机合成物为连续相，水相为分散相，加重剂用于调节密为连续相，水相为分散相，加重剂用于调节密度，乳化剂和其它调节剂用于分散体系的稳定度，乳化剂和其它调节剂用于分散体系的稳定及调节流变性。及调节流变性。 多元醇多元醇(Polyols)类和甲基多糖类和甲基多糖(M
22、ethyl Glucoside)类是合成基钻井完井液中广为使用类是合成基钻井完井液中广为使用的两种多功能添加剂，它们具有乳化、降滤失、的两种多功能添加剂，它们具有乳化、降滤失、润滑和增粘的功效，也可以单独作为多元醇钻润滑和增粘的功效，也可以单独作为多元醇钻井液和甲基多糖钻井液两种新体系的主要添加井液和甲基多糖钻井液两种新体系的主要添加剂。合成基钻井液的乳化剂有专用的，如水生剂。合成基钻井液的乳化剂有专用的，如水生动物油乳化剂动物油乳化剂:但多数使用与普通油基钻井液相但多数使用与普通油基钻井液相同的乳化剂。同的乳化剂。合成基钻井完井液体系的优点合成基钻井完井液体系的优点 (l)(l)合成基液易于
23、降解，本身毒较小，利于环境保合成基液易于降解，本身毒较小，利于环境保护；护； (2)(2)合成基液的闪点比矿物油高，发生火灾和爆炸合成基液的闪点比矿物油高，发生火灾和爆炸的可能性小；的可能性小； (3)(3)其凝固点比矿物油低，低温可泵送性好，可在其凝固点比矿物油低，低温可泵送性好，可在寒冷地区使用；寒冷地区使用； (4)(4)液相粘度比矿物油高，利于悬浮和携带钻屑；液相粘度比矿物油高，利于悬浮和携带钻屑； (5)(5)热稳定性高，可达到热稳定性高，可达到200200，高温时，仍能满，高温时，仍能满足携屑的需要；足携屑的需要； (6)(6)有较强的抑制性和井眼稳定性，以及较好的润有较强的抑制性
24、和井眼稳定性，以及较好的润滑性和携屑性能，特别适合于水平井、大斜度井、大滑性和携屑性能，特别适合于水平井、大斜度井、大位移井和分支井的钻进；位移井和分支井的钻进； (7) (7)钻井液常规性能稳定、易于控制；钻井液常规性能稳定、易于控制；（8)8)环保要求严格的地区钻井，可以就地处理环保要求严格的地区钻井，可以就地处理钻屑，节省费用；钻屑，节省费用； (9)(9)用于某些特殊井，钻井综合成本低于油基用于某些特殊井，钻井综合成本低于油基和水基钻井完井液；和水基钻井完井液； (10)(10)多数合成基液不含荧光物质，对荧光录井多数合成基液不含荧光物质，对荧光录井基本无影响；基本无影响； (11)(
25、11)基液进入储层不会引起水敏、水锁和无机基液进入储层不会引起水敏、水锁和无机结垢损害，保护油气层效果好。缺点是本身结垢损害，保护油气层效果好。缺点是本身的成本较高。的成本较高。 l钻井液中使用的聚合醇大多是聚乙二醇钻井液中使用的聚合醇大多是聚乙二醇(聚丙聚丙烯乙二醇烯乙二醇)聚丙二醇、乙二醇聚丙二醇、乙二醇/丙二醇共聚物、丙二醇共聚物、聚丙三醇或聚乙烯乙二醇等。聚丙三醇或聚乙烯乙二醇等。l江汉石油学院于九十年代初研究开发出聚合醇江汉石油学院于九十年代初研究开发出聚合醇产品和聚合醇钻井液体系，以聚合醇产品和聚合醇钻井液体系，以聚合醇JLX为主为主剂组成的聚合醇钻井液在渤海、南海西部、东剂组成的
26、聚合醇钻井液在渤海、南海西部、东海、辽河、大港、塔里木和江苏等油田使用，海、辽河、大港、塔里木和江苏等油田使用，取得了较好的效果。取得了较好的效果。 近年来，在胜利油田、辽河油田等，真对近年来，在胜利油田、辽河油田等，真对油田深井、大斜度井、浅海及滩海钻井的井壁油田深井、大斜度井、浅海及滩海钻井的井壁稳定、润滑防卡及环境问题研制了聚合醇稳定、润滑防卡及环境问题研制了聚合醇/有有机硅钻井液体系和聚合醇机硅钻井液体系和聚合醇/氯化钙钻井液体系；氯化钙钻井液体系；针对低压渗透油藏的油层保护问题，研制了聚针对低压渗透油藏的油层保护问题，研制了聚合醇合醇/KCL聚合物钻井液和射孔液。先后己用聚合物钻井液
27、和射孔液。先后己用于各类井几百口，对安全快速钻井，减少井下于各类井几百口，对安全快速钻井，减少井下复杂情况，保护环境、保护油气层发挥了积极复杂情况，保护环境、保护油气层发挥了积极作用，取得了良好的效果。作用，取得了良好的效果。l国外对硅酸盐化学、硅酸盐钻井液稳定国外对硅酸盐化学、硅酸盐钻井液稳定井壁机理等方面进行了大量的研究工作，井壁机理等方面进行了大量的研究工作，近年来石油大学又对其进行了更为深入近年来石油大学又对其进行了更为深入的研究，综合他们研究结果可以得出以的研究，综合他们研究结果可以得出以下结论下结论: (1)硅酸盐在水中可以形成不同大小的颗粒硅酸盐在水中可以形成不同大小的颗粒-离离
28、子状态的、胶体状态的、和分子状态的，这些子状态的、胶体状态的、和分子状态的，这些颗粒通过吸附、扩散等途径结合到井壁上，封颗粒通过吸附、扩散等途径结合到井壁上，封堵地层孔喉和裂缝。堵地层孔喉和裂缝。(2)进入地层的硅酸根与岩石表面或地层水中的进入地层的硅酸根与岩石表面或地层水中的钙离子发生反应形成硅酸钙沉淀，覆盖在岩石钙离子发生反应形成硅酸钙沉淀，覆盖在岩石表面起封堵作用。表面起封堵作用。（3 3）进入地层中的硅酸根遇到）进入地层中的硅酸根遇到PHPH值小于值小于9 9的地层水，的地层水，立即变成凝胶封堵地层孔喉和裂缝。立即变成凝胶封堵地层孔喉和裂缝。（4 4）在温度低于）在温度低于8080时，
29、稀硅酸盐钻井液稳定泥页时，稀硅酸盐钻井液稳定泥页岩的机理是以通过多个氢键、静电力和范德华力叠岩的机理是以通过多个氢键、静电力和范德华力叠加，与泥页岩中的粘土矿物形成超分子化学力结合加，与泥页岩中的粘土矿物形成超分子化学力结合为主，缩和反应为辅为主，缩和反应为辅: :而当温度超过而当温度超过80(80(在在105105以以上更明显上更明显) )时，硅酸盐的硅醇基与粘土矿物的铝醇基时，硅酸盐的硅醇基与粘土矿物的铝醇基发生缩和反应，产生胶结性物质，把粘土等矿物颗发生缩和反应，产生胶结性物质，把粘土等矿物颗粒结合成牢固的整体，封固井壁。粒结合成牢固的整体，封固井壁。(5)(5)硅酸盐稳定含盐膏地层的机
30、理，主要是硅酸根与硅酸盐稳定含盐膏地层的机理，主要是硅酸根与地层中的钙镁离子发生作用，形成沉淀，从而在含地层中的钙镁离子发生作用，形成沉淀，从而在含膏地层表面形成坚韧致密的封固壳来加固井壁。膏地层表面形成坚韧致密的封固壳来加固井壁。l 目前，目前， 钾酸盐体系作为钻井液和完井钾酸盐体系作为钻井液和完井液、得到全世界的认可和重视。对甲酸液、得到全世界的认可和重视。对甲酸纳、甲酸钾、甲酸钙、甲酸铯饱盐水钻纳、甲酸钾、甲酸钙、甲酸铯饱盐水钻井液进行了较深入地研究，尤其低固相井液进行了较深入地研究，尤其低固相和低密度的甲酸盐体系，己研制出了甲和低密度的甲酸盐体系，己研制出了甲酸钠钻井液、甲酸钾生物聚合
31、物体系，酸钠钻井液、甲酸钾生物聚合物体系，甲酸钾、甲酸钠混合盐水体系及甲酸钾、甲酸钾、甲酸钠混合盐水体系及甲酸钾、乙酸钾聚合物体系等。现己在现场使用，乙酸钾聚合物体系等。现己在现场使用，并取得了另人满意的结果。并取得了另人满意的结果。 我国西南石油学院从九七年初开始研究甲我国西南石油学院从九七年初开始研究甲酸盐体系，作了大量的工作，在室内初步证实酸盐体系，作了大量的工作，在室内初步证实了甲酸盐体系的优点以后，有针对甲酸盐生产了甲酸盐体系的优点以后，有针对甲酸盐生产厂少，成本过高，这个主要问题结合我国实际，厂少，成本过高，这个主要问题结合我国实际，开展深入研究，成功地利用尾气一步法合成甲开展深入
32、研究，成功地利用尾气一步法合成甲酸盐，是成本降下一半，为国内外使用和推广酸盐，是成本降下一半，为国内外使用和推广甲酸盐扫除了障碍。现在用国产甲酸盐材料进甲酸盐扫除了障碍。现在用国产甲酸盐材料进行室内验证研究，证实了甲酸盐钻井液和完井行室内验证研究，证实了甲酸盐钻井液和完井液体系的优点。液体系的优点。 甲酸盐的优点甲酸盐的优点: :(1)(1)由于其强抑制性，可有效地抑制泥页岩的由于其强抑制性，可有效地抑制泥页岩的水化膨胀和分散，也有利于减少钻井液对油气水化膨胀和分散，也有利于减少钻井液对油气层的损害。层的损害。(2)(2)易生物降解，不会造成环境污染。易生物降解，不会造成环境污染。(3)(3)
33、钻具、套管等金属材料在这种钻井液中的钻具、套管等金属材料在这种钻井液中的腐蚀性小，有利于延长它们的使用寿命。腐蚀性小，有利于延长它们的使用寿命。 (4)(4)不需要加重材料就可以配制高密度钻井液不需要加重材料就可以配制高密度钻井液，甲酸纳和甲酸钾盐类的水溶液密度分别为，甲酸纳和甲酸钾盐类的水溶液密度分别为l.34g/cml.34g/cm3 3和和1.60 g/cm1.60 g/cm3 3，甲酸铯水溶液密度可，甲酸铯水溶液密度可高达高达2.3 g/cm2.3 g/cm3 3不仅有利于提高机械钻速，而且不仅有利于提高机械钻速，而且有利于保护油气层。有利于保护油气层。(5)(5)这种钻井液体系的低粘
34、度、高动态瞬时滤这种钻井液体系的低粘度、高动态瞬时滤失量有利于提高机械钻速。失量有利于提高机械钻速。(6)(6)这种钻井液体系具有良好的抗高温、抗污这种钻井液体系具有良好的抗高温、抗污染的能力，并可以降低所使用的各类添加剂在染的能力，并可以降低所使用的各类添加剂在高温条件下的水解和氧化降解的速度。高温条件下的水解和氧化降解的速度。甲酸盐钻井液体系可用于以下钻井施工甲酸盐钻井液体系可用于以下钻井施工: :* *小井眼深井钻井。小井眼深井钻井。* *水平钻井和连续软管钻井、完井。水平钻井和连续软管钻井、完井。* *高温高压钻井、完井、修井。高温高压钻井、完井、修井。* *水敏性页岩钻井。水敏性页岩
35、钻井。* *钻储集层。钻储集层。* *钻盐层和盐膏层。钻盐层和盐膏层。* *钻天然气井。钻天然气井。 l甲基葡萄糖甙水基钻井液是最近开发的、甲基葡萄糖甙水基钻井液是最近开发的、不污染环境的水基钻井液，它是以葡萄不污染环境的水基钻井液，它是以葡萄糖甙为主剂的钻井液，它们的结构类似糖甙为主剂的钻井液，它们的结构类似多糖类，但由于其分子结构里有一个甲多糖类，但由于其分子结构里有一个甲基所以比多糖类更稳定。基所以比多糖类更稳定。 该钻井液具有优异的特性该钻井液具有优异的特性: : (1) (1)强的页岩抑制性能强的页岩抑制性能 MEGMEG分子结构上有四个亲水的羟基，这些分子结构上有四个亲水的羟基，这
36、些亲水的羟基可以吸附在井壁岩屑上，如果在钻亲水的羟基可以吸附在井壁岩屑上，如果在钻井液中井液中MEGMEG的加量足够的话，则可在井壁上形成的加量足够的话，则可在井壁上形成一层类似油包水钻井液那样的半透膜。另一方一层类似油包水钻井液那样的半透膜。另一方面这些亲水的起基还可以和水分子形成氢键结面这些亲水的起基还可以和水分子形成氢键结合。合。MEGMEG仿油性钻井液，其仿油性钻井液，其MEGMEG的加量远比通常的加量远比通常所用的处理剂为高，现场应用给出的加量为所用的处理剂为高，现场应用给出的加量为202030%30%。但用作页岩抑制剂时，其加量较低，仅。但用作页岩抑制剂时，其加量较低，仅为为2 2
37、15%15%。（2）良好的润滑性能）良好的润滑性能 MEG具有良好的润滑性能，国外具有良好的润滑性能，国外AMBAR泥浆公司把泥浆公司把MEG用作润滑剂，其推荐加量为用作润滑剂，其推荐加量为2%。MEG润滑剂已被录入润滑剂已被录入19951996有机有机环境的钻井完井液目录首册环境的钻井完井液目录首册中，中，MEG泥浆体泥浆体系在没有加入其它润滑剂时润滑系数与油基钻系在没有加入其它润滑剂时润滑系数与油基钻井液相当，国外研究者按井液相当，国外研究者按API RP-13B润滑性润滑性能评价程序测得润滑系数为能评价程序测得润滑系数为0.060该体系能减该体系能减少高扭矩、压差卡钻等井下事故。迄今为止
38、，少高扭矩、压差卡钻等井下事故。迄今为止，MEG体系己成功用于倾角为体系己成功用于倾角为60的大斜度井的大斜度井、水平井中。、水平井中。（3）良好的体系稳定性）良好的体系稳定性 MEGMEG钻井液体系中由于钻井液体系中由于MEGMEG的存在，只需要的存在，只需要加入少量的其它处理剂就能配制出性能稳定的加入少量的其它处理剂就能配制出性能稳定的钻井液，配方简单，后续钻井液性能易于维护钻井液，配方简单，后续钻井液性能易于维护，并且体系能有效抵抗石膏、盐水、粘土、水，并且体系能有效抵抗石膏、盐水、粘土、水泥的侵污。泥的侵污。 （4）良好的储层保护特征）良好的储层保护特征 优化出的优化出的MEG钻井液对
39、高、低渗透性储钻井液对高、低渗透性储层都具有良好的保护作用，这主要归于良好的层都具有良好的保护作用，这主要归于良好的页岩抑制性、优异的泥饼质量和滤液表面张力页岩抑制性、优异的泥饼质量和滤液表面张力。 (5) 其它优点其它优点 如环境可接受性、提高钻速，能直接用海如环境可接受性、提高钻速，能直接用海水配浆、滤失性能良好等。另外水配浆、滤失性能良好等。另外MEG钻井液钻井液的加重性能良好，可以配制出悬浮稳定性良好的加重性能良好，可以配制出悬浮稳定性良好的密度为的密度为2.5g/cm3加重钻井液。加重钻井液。 MEGMEG钻井液体系应用领域钻井液体系应用领域: :* *大斜度井钻井，水平井钻井。大斜
40、度井钻井，水平井钻井。* *复杂地质条件下复杂地质条件下( (例如强水敏页岩层、石膏层例如强水敏页岩层、石膏层、盐水、粘土层、盐水、粘土层) )钻井施工。钻井施工。* *良好的油气层保护作用使之可用于高、低渗良好的油气层保护作用使之可用于高、低渗透率储层钻井。透率储层钻井。* *由于对环境无污染，可用于海洋钻井。由于对环境无污染，可用于海洋钻井。 l 正电胶钻井完井液体系又称为正电胶钻井完井液体系又称为MMH钻井完井液，钻井完井液，MMH为一种混合金属层状为一种混合金属层状氢氧化物。该钻井液体系的特征是配方氢氧化物。该钻井液体系的特征是配方中含有混合金属层状氢氧化物中含有混合金属层状氢氧化物M
41、MH。这。这种体系主要由正电胶种体系主要由正电胶MMH、滤失控制剂、滤失控制剂和桥堵剂组成。和桥堵剂组成。 MMH MMH正电胶钻井完井液的使用范围很广。正电胶钻井完井液的使用范围很广。可以在浅、中、深的直井、定向井、水平井、可以在浅、中、深的直井、定向井、水平井、丛式井、大位移井和超深井使用丛式井、大位移井和超深井使用: :可以在淡水、可以在淡水、盐水和海水体系中使用；可明用于不同渗透性、盐水和海水体系中使用；可明用于不同渗透性、不同岩性和不同孔隙类型的油气层，特别适用不同岩性和不同孔隙类型的油气层，特别适用于具有水敏性、易坍塌和易漏失的地层。该钻于具有水敏性、易坍塌和易漏失的地层。该钻井液
42、休系结合暂堵技术使用，保护油气层的效井液休系结合暂堵技术使用，保护油气层的效果更好。果更好。 正电胶钻井液在新疆、胜利、大港、塔里木、正电胶钻井液在新疆、胜利、大港、塔里木、中原、江汉、渤海、吉林等油田使用的配方如中原、江汉、渤海、吉林等油田使用的配方如下，新疆油田配方下，新疆油田配方1 1：一开膨润土冲洗井浆一开膨润土冲洗井浆(1.02g/cm(1.02g/cm3 3)+0.4)+0.40.75%0.75%正电胶正电胶( (干粉计量干粉计量) )+0.5%LV-CMC(+0.5%LV-CMC(或或1%DFD1%DFD或或0.3%CMS)+ 0.50.3%CMS)+ 0.50.6%NPAN+0
43、.50.6%NPAN+0.51%1%润滑剂润滑剂胜利油田配方胜利油田配方1:1:3 35%5%膨润土膨润土+0.1+0.1 0.5%0.5%正电胶正电胶( (干粉干粉)+0.3)+0.31.5%LS-l+01.5%LS-l+003%NPAN03%NPAN胜利油田配方胜利油田配方2(2(用于定向井、水平井和大位用于定向井、水平井和大位移井移井) )4 46%6%膨润土膨润土+1.0+1.03.0%3.0%正电胶正电胶(8%(8%胶液胶液)+0.5%PAM+1.5)+0.5%PAM+1.52%FT-1(2%FT-1(无荧光防塌剂无荧光防塌剂)+2%SMP+0.3%CMC+6)+2%SMP+0.3%
44、CMC+610%10%原油原油+0.3+0.31.5%SN-1(1.5%SN-1(或或1 11.5%AP-1)+0.21.5%AP-1)+0.20.3%NPAN0.3%NPAN胜利油田配方胜利油田配方3(3(正电胶饱和盐水聚合物钻井正电胶饱和盐水聚合物钻井液液: :4 46%6%膨润土膨润土+0.2%+0.2%正电胶正电胶( (干粉干粉)+0.5)+0.51.0%1.0%阳离子聚合物阳离子聚合物+0.1+0.10.15%GD-18+O.20.15%GD-18+O.20.3%NPAN+10.3%NPAN+12.0%2.0%防塌剂防塌剂+0.5+0.51%1%润滑剂润滑剂+0.3%A-903+0.
45、1+0.3%A-903+0.103%SL-1+0.203%SL-1+0.20.3%SK-0.3%SK-+1+13%OXAM+13%OXAM+13%SMP+303%SMP+3036%NaCl+5%36%NaCl+5%芒芒硝硝+ +重晶石重晶石塔里木配方塔里木配方2(2(用于水平井用于水平井):):6 610%10%膨润土膨润土+0.5%80A51+6+0.5%80A51+610%10%原油原油+0.3+0.30.6%SN-1+0.30.6%SN-1+0.30.5%WFT666+0.30.5%WFT666+0.30.4%0.4%正电胶正电胶( (干粉干粉)+0.3)+0.30.5%LV-CMC+0
46、.70.5%LV-CMC+0.73%SPNH+0.7%SMP-1+1%SMT3%SPNH+0.7%SMP-1+1%SMT华北油田配方华北油田配方: :3 35%5%膨润土膨润土+0.2+0.20.4%0.4%正电胶正电胶( (干粉干粉)+0.2)+0.203%BXJ+103%BXJ+11.5%SMP+1.5%1.5%SMP+1.5%褐煤树脂褐煤树脂+0.2+0.20.3%NPAN0.3%NPAN江汉油田配方江汉油田配方1(1(淡水正电胶钻井液淡水正电胶钻井液):):3%3%膨润土膨润土+0.2%+0.2%正电胶（干粉正电胶（干粉)+0.5%HPAN)+0.5%HPAN+1%KOH+1%FT-1
47、+1%KOH+1%FT-1江汉油田配方江汉油田配方2(2(饱和盐水正电胶钻井液饱和盐水正电胶钻井液):):3%3%膨润土膨润土+0.2%+0.2%正电胶正电胶( (干粉干粉) ) +0.5%HPAN+1%KOH+1%FT-1+1%CMS+0.5%HPAN+1%KOH+1%FT-1+1%CMS+0.6%HVCMC+35%NaCl0.6%HVCMC+35%NaCl中原油田配方中原油田配方: :4 46%6%膨润土膨润土+0.2+0.20.3%0.3%正电胶正电胶( (干粉干粉)+13%LV-CMC)+13%LV-CMC（JSF-IIJSF-II或或SDXSDX）+0.2+0.20.5%NPAN(C
48、9501)+10.5%NPAN(C9501)+12%SMP2%SMP+1%FT-1+1%FT-1渤海油田配方渤海油田配方( (海水正电胶阳离子聚合物钻井液海水正电胶阳离子聚合物钻井液):):3%3%海水膨润土浆海水膨润土浆+3+34%MMH(4%MMH(胶液胶液)+0.5)+0.51%JT888+11%JT888+12%CHSP+1-1.5%FT-1+1%YD-1+2%CHSP+1-1.5%FT-1+1%YD-1+重晶石重晶石吉林油田配方吉林油田配方( (正电胶阳离子聚合物低界面张力钻井正电胶阳离子聚合物低界面张力钻井液液):):3 34%4%膨润土膨润土+0.25+0.250.3%MMH(0
49、.3%MMH(干粉干粉)+0.2)+0.20.3%CAL-0.3%CAL-90+190+11.5%1.5%DYFT-1+1.5DYFT-1+1.52%CHSP+12%CHSP+12%NPAN+0.052%NPAN+0.050.11%NP-3O+20.11%NP-3O+24%4%碳酸钙粉碳酸钙粉 l黑色正电胶黑色正电胶(BPS)(BPS)是一种高正电性的有机溶胶，与是一种高正电性的有机溶胶，与传统的传统的MMHMMH正电胶相比，不仅带有更高的正电荷，正电胶相比，不仅带有更高的正电荷，pHpH为为6 61010时，其正电性为时，其正电性为+85+85+65mv+65mv，是，是MMHMMH的的两倍
50、以上，而且油溶性好，并可与水以任何比例两倍以上，而且油溶性好，并可与水以任何比例在水中分散。在水中分散。BPSBPS黑色正电胶与其它钻井液添加剂黑色正电胶与其它钻井液添加剂的配伍性好，具有良好的抑制泥页；岩水化膨胀的配伍性好，具有良好的抑制泥页；岩水化膨胀的能力，的能力，3%BPS3%BPS水溶液的抑制能力大大超过水溶液的抑制能力大大超过10%KCl10%KCl。BPSBPS钻井液具有良好的剪切稀释能力；抗温和抗盐钻井液具有良好的剪切稀释能力；抗温和抗盐性好，抗温可达性好，抗温可达160160，抗盐达到，抗盐达到15%Nach15%Nach保护储保护储层效果好，渗透率恢复值高于聚丙烯酰胺聚合物
