國(guó)內(nèi)外鉆井液技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)延伸版

1、執(zhí)筆人：鄢捷年一九九八年十月鉆井液技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)一、鉆井液技術(shù)的重要性與發(fā)展階段鉆井液工藝技術(shù)是油氣鉆井工程的重要組成部分，它在確保安全、優(yōu)質(zhì)、快速鉆井中 起著關(guān)鍵性的作用。鉆井液在鉆井過(guò)程中最基本的功用可概括為以下方面：1、保證安全、優(yōu)質(zhì)、快速鉆進(jìn)(1)清除井下巖削并攜帶至地面；(2)對(duì)地層施以足夠的反壓力，防止地層流體進(jìn)入井內(nèi)。(3)保持井眼穩(wěn)定；(4)冷卻與潤(rùn)滑鉆具、鉆頭；(5)傳遞水功率2、保護(hù)油氣層，取全取準(zhǔn)各種資料(1)對(duì)油氣層不發(fā)生損害作用(2)有利于地層測(cè)試，不影響地層評(píng)價(jià)；(3)對(duì)鉆井人員及環(huán)境不發(fā)生傷害和污染；(4)對(duì)井下工具及地面裝備不腐蝕或減輕腐蝕；一般情況下，鉆井液成本

2、只占鉆井總成本的710 %,然而先進(jìn)的鉆井液技術(shù)往往可以成倍地節(jié)約鉆時(shí)，從而大幅度地降低鉆井成本，帶來(lái)十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)外鉆井液技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：1、19141916年，清水作為旋轉(zhuǎn)鉆井的洗井介質(zhì)，即開(kāi)始使用泥漿”。2、從2060年代，以分散型水基鉆井液為主要類型的階段在這期間，經(jīng)歷了從細(xì)分散體系向粗分散體系的轉(zhuǎn)變，同時(shí)也出現(xiàn)了早期使用的油基泥漿和氣體型鉆井流體。其中有代表性的技術(shù)措施包括：19211922年，重晶石和氧化鐵粉開(kāi)始用作加重材料；1926年，開(kāi)始使用膨潤(rùn)土作為懸浮劑；1930年，研制出最早的泥漿處理劑-丹寧酸鈉；19311937年，研制出各種泥漿測(cè)量?jī)x器，提出

3、了對(duì)泥漿性能控制的要求；19441945年，Na-CMC(鈉竣甲基纖維素)作為降濾失劑，開(kāi)始應(yīng)用于鉆井液中；1955年，F(xiàn)CLS (鐵銘木質(zhì)素磺酸鹽)作為稀釋劑，開(kāi)始應(yīng)用于鉆井液中；(7)從60年代開(kāi)始，石灰鉆井液、石膏鉆井液和氯化鈣鉆井液等粗分散水基泥漿體系開(kāi)始廣泛使用。3、70年代以后，以聚合物不分散鉆井液為主要類型的階段聚合物鉆井液是國(guó)外水基鉆井液發(fā)展最迅速的一類，它的出現(xiàn)標(biāo)志著鉆井液工藝技術(shù) 進(jìn)入了科學(xué)的發(fā)展階段。聚合物鉆井液大體上又分為以下幾種類型：(1)部分水解聚丙烯酰胺體系；(2)氯化鉀聚合物鉆井液體系；(3)羥乙基纖維素體系；(4)醋酸鉀水解聚丙烯酰胺體系；(5)磷酸鉀鹽非離子

4、型聚合物體系；(6)聚丙烯與聚乙二醇共聚物( COP/PPG體系；(7)陽(yáng)離子聚合物體系。此外，在這一階段，油基鉆井液體系也有了進(jìn)一步的發(fā)展。在50年代以柴油為連續(xù)界質(zhì)的油基鉆井液基礎(chǔ)上，70年代又發(fā)展了低膠質(zhì)油包水乳化鉆井液，80年代在海洋鉆探中又發(fā)展了以低毒礦物油為連續(xù)介質(zhì)的低毒油包水乳化鉆井液。在抗高溫深井鉆 井液方面，研制出以 Resinex為代表的抗高溫降濾失劑，使深井鉆井液技術(shù)取得了很大 進(jìn)展。90年代以來(lái)，隨著陽(yáng)離子聚合物鉆井液和正電膠鉆井液的廣泛應(yīng)用，以及其它各種 新型鉆井液的出現(xiàn)，鉆井液技術(shù)有可能進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。二、技術(shù)的關(guān)鍵內(nèi)容及現(xiàn)狀當(dāng)前鉆井液工藝技術(shù)的關(guān)鍵內(nèi)容大致

5、包括以下方面：1、深井高溫、高密度鉆井液；2、穩(wěn)定井壁的鉆井液；3、處理劑系列和鉆井液體系的發(fā)展與應(yīng)用；4、保護(hù)儲(chǔ)層的鉆井液、完井液；5、鉆井液潤(rùn)滑性及防卡、解卡技術(shù)；6、鉆井液防漏、堵漏技術(shù)；7、鉆井液流變性及其與攜巖的關(guān)系；8、鉆井液固控技術(shù)；9、廢棄鉆井液處理技術(shù)。目前，國(guó)外對(duì)以上方面的研究都十分重視，尤其在井眼穩(wěn)定性、保護(hù)儲(chǔ)層的鉆井 液、完井液的研究，以及處理劑和體系的發(fā)展與應(yīng)用等方面更為突出。在井眼穩(wěn)定性 方面，重點(diǎn)開(kāi)展巖石力學(xué)和泥漿化學(xué)的耦合研究。在保護(hù)油氣層方面，注重對(duì)損害機(jī) 理的預(yù)測(cè)、診斷技術(shù)和鉆井液、完井液暫堵技術(shù)的研究，注重研制儲(chǔ)層相配伍的鉆井 液、完井液體系。在處理劑和體

6、系的發(fā)展與應(yīng)用方面，目前十分重視新型鉆井液體系 (如MM混漿、陽(yáng)離子聚合物泥漿等)的研制和應(yīng)用。三、對(duì)我國(guó)鉆井液技術(shù)發(fā)展情況的簡(jiǎn)要回顧我國(guó)鉆井液工藝技術(shù)的發(fā)展規(guī)律與國(guó)際上該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展規(guī)律基本相似。最初我國(guó)主要使用以鈉基為基礎(chǔ)的細(xì)分散鉆井液，在井淺、地層較簡(jiǎn)單情況 下，這類體系有其優(yōu)越性，例如可以就地材，成本低，密度可在較大范圍內(nèi)調(diào)整等。 但鉆遇復(fù)雜地層，如大段泥頁(yè)巖層、厚巖鹽層、石膏層及其它可溶性鹽類地層時(shí)，這 類鉆井液抗污染能力差，很難維持比較穩(wěn)定的性能，于是發(fā)展了以石灰、石膏及氯化 鈣為絮凝劑的鈣處理鉆井液及鹽水鉆井液。由于以上鉆井液具有抗鹽、鈣侵及鹽鈣 侵、流動(dòng)性好和性能較穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，

7、自 50年代后期起在我國(guó)得到了廣泛應(yīng)用。70年代初，我國(guó)成功地發(fā)展了低固相鐵銘鹽混油（或鹽水）鉆井液、褐煤氯化鈣鉆 井液、褐煤石膏鉆井液以及低固相弱酸性飽和鹽水鉆井液等，并且高分子有機(jī)處理劑 已廣泛應(yīng)用于鉆井液中。從70年代末至80年代中期，我國(guó)鉆井液技術(shù)有了很大的發(fā)展。主要表現(xiàn)在：（1）適于鉆深井、超深井的三磺（磺化丹寧或烤膠、磺化褐煤和磺化酚醛樹(shù)脂）鉆井液在 全國(guó)推廣使用后，大大地減輕了井下復(fù)雜情況，創(chuàng)下了鉆超深井7175m勺紀(jì)錄。（2）在此期間，低固相不分散聚合物鉆井液技術(shù)在我國(guó)得到全面推廣。開(kāi)始時(shí)僅使用聚丙 烯酰胺單一型聚合物絮凝劑，以后陸續(xù)研制成功不同基團(tuán)、不同分子量的聚合物處理 劑

8、，形成了多種聚合物鉆井液體系。聚合物鉆井液主要應(yīng)用于井深4000m以內(nèi)的井，在當(dāng)時(shí)曾有力地配合了高壓噴射鉆井，大大地提高了鉆井速度。并且由于聚合物處理劑 具有良好的護(hù)壁作用，因此當(dāng)時(shí)研制的鉀基聚合物鉆井液曾在很大程度上解決了泥、 頁(yè)巖地層的坍塌問(wèn)題；（3） 80年代初期，研制成功了油包水乳化加重鉆井液，并在華 北、新疆和中原等油田得到成功應(yīng)用，有效地解決了鉆遇大段巖膏層和水敏性泥、頁(yè) 巖地層時(shí)所遇到的各種問(wèn)題；（4）鉆井液處理劑、原材料品種迅速增加，質(zhì)量不斷提高。1978年，我國(guó)鉆井液處理劑僅有 40多種，1983年增至76種，1985年已達(dá)到16個(gè)門 類，共129種。從80年代初開(kāi)始，我國(guó)已

9、著手制訂鉆井液處理劑和原材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。19861990年（七五”期間），我國(guó)鉆井液工藝技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，從而大大 縮短了我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距。其中有代表性的成果包括：（1）在新的起點(diǎn)上對(duì)聚合物鉆井液進(jìn)行了全面、系統(tǒng)的研究，研制出兩性離子聚合物鉆井液和陽(yáng)離子聚合 物鉆井液等新體系，并在全國(guó)許多油田推廣使用，取得良好效果。在此期間，我國(guó)在 總結(jié)前期的聚合物鉆井液技術(shù)成功經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，也指出了在使用聚合物鉆井液過(guò)程中 遇到的一些新問(wèn)題（如泥餅質(zhì)量差、抑制性與其它性能不能兼顧，以及在中深井段以 下和在加重液中應(yīng)用有較大困難等）。于是將聚合物處理劑的類型從陰離子擴(kuò)展到陽(yáng) 離子、兩性離子，并對(duì)大、中

10、、低分子量聚合物處理劑及其復(fù)配作用在抑制性、降濾 失、降粘作用機(jī)理方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究，在此基礎(chǔ)上研制出以FA 367、內(nèi)一27和JT 888等處理劑組成的兩性離子聚合物鉆井液體系，和由陽(yáng)離子包被劑、降濾失劑、降粘 劑、防塌劑等組成的全陽(yáng)離子聚合物鉆井液體系；（2）為保護(hù)油氣層，實(shí)現(xiàn)欠平衡壓力鉆井，發(fā)展了泡沫和充氣鉆井液技術(shù)。其中使用泡沫鉆成的最深油井，其井深達(dá)到 3232m； （ 3）為了有效地解決井壁失穩(wěn)問(wèn)題，系統(tǒng)地研究了各類鉆井液及其處理劑與 井壁穩(wěn)定性的關(guān)系，研制出了各種具有強(qiáng)抑制性的防塌鉆井液體系，并研制出可對(duì)付 復(fù)雜鹽膏層的過(guò)飽和鹽水鉆井液和油包水乳化鉆井液等；（4）在深井、超深井鉆

11、探作業(yè)中，研制出聚磺鉆井液體系。該體系兼有聚合物鉆井液和三磺鉆井液的優(yōu)點(diǎn)，既有 很強(qiáng)的抑制性，又改善了高溫高壓條件下鉆井液的性能。同時(shí)還大大地減少了井下復(fù) 雜情況的發(fā)生，提高了機(jī)械鉆速。19911995年（八五”期間），我國(guó)鉆井液技術(shù)又上了一個(gè)新的臺(tái)階。具體體現(xiàn) 在：（1）聚合物鉆井液技術(shù)又有了新的進(jìn)步。其中兩性離子聚合物鉆井液技術(shù)更加成 熟，據(jù)95年統(tǒng)計(jì)該體系已在我國(guó)15個(gè)油田的數(shù)千口井上推廣使用，并成功研制出兩性 離子聚合物加重鉆井液，最高密度可達(dá)2.03/cm3。陽(yáng)離子聚合物鉆井液技術(shù)亦更加配套、完善；（2）發(fā)展了混合金屬層狀氫氧化物（ MMH鉆井液（又稱為正電膠鉆井 液）技術(shù)。這類鉆井

12、液具有獨(dú)特的流變特性以及強(qiáng)抑制性、防漏、減少油氣層損害程 度、有利于提高鉆速等性能，目前已在全國(guó)多個(gè)油田上千口井上推廣使用；（3）發(fā)展了水平井鉆井液配套技術(shù)，成功地解決了鉆水平井時(shí)所遇到的攜巖、井壁穩(wěn)定、防漏堵漏、鉆井液潤(rùn)滑性和保護(hù)油氣層等技術(shù)難題，其成果在總體上達(dá)到90年代國(guó)際先進(jìn)水平；(4)鉆井液處理劑繼續(xù)以較快速度發(fā)展、完善，并逐步形成系列。1993年，我國(guó)鉆井液處理劑已有16個(gè)門類，共計(jì)246種。四、國(guó)內(nèi)外技術(shù)對(duì)比分析與國(guó)外相比，雖然我國(guó)鉆井液技術(shù)起步相對(duì)較晚，但由于發(fā)展速度較快，特別是進(jìn)入80年代以來(lái)，隨著我國(guó)聚合物鉆井液技術(shù)、深井鉆井液技術(shù)和保護(hù) 油氣層技術(shù)等的不斷發(fā)展，以及鉆井液

13、處理劑不斷走向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，使我國(guó)的鉆 井液工藝技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距不斷地縮小。如果作一個(gè)全面的分析、評(píng)價(jià)，可 以認(rèn)為，目前我國(guó)的鉆井液工藝技術(shù)在總體上已經(jīng)基本上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。客觀地 講，在某些技術(shù)領(lǐng)域，我們已處于領(lǐng)先或者已后來(lái)居上，但在有些領(lǐng)域，我們與國(guó)外 相比，還有一定差距。我國(guó)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的技術(shù)領(lǐng)域大致有以下方面：(1)陽(yáng)離子聚合物鉆井液是國(guó)外首先研制出來(lái)的，但目前我國(guó)對(duì)該類體系的研究 和應(yīng)用已經(jīng)走在前面；(2)兩性離子聚合物鉆井液首先由我國(guó)研制出來(lái)，并已得到廣泛應(yīng)用。該類鉆井 液所使用的處理劑已經(jīng)系列化，在機(jī)理研究方面亦處于先進(jìn)水平。(3)混合金屬層狀氫氧化物(即正電膠

14、)鉆井液是國(guó)外80年代研制的一種新型鉆井液，我國(guó)在該項(xiàng)技術(shù)的研究和應(yīng)用方面，基本上與國(guó)際先進(jìn)水平保持同步。這類鉆 井液在我國(guó)已廣泛應(yīng)用于水平井鉆井作業(yè)中。特別是利用其獨(dú)特的流變特性，保證了 我國(guó)第一口短半徑水平井的順利鉆成。(4)自 七五”以來(lái)，我國(guó)在保護(hù)油氣層的鉆井液、完井液技術(shù)領(lǐng)域已有很大發(fā) 展。目前在損害機(jī)理的評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)技術(shù)、油氣層損害室內(nèi)評(píng)價(jià)技術(shù)和暫堵技術(shù)等方 面，均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。其中屏蔽暫堵技術(shù)為我國(guó)首次提出，形成了自己的技術(shù)特 色。然而，我們?cè)谝韵路矫媾c國(guó)際先進(jìn)水平相比仍存在著一定的差距：(1)鉆井液、完井液處理劑在品種上雖然發(fā)展較快，但質(zhì)量配套方面問(wèn)題較多， 特別是完井液的原

15、材料和處理劑尚未形成系列配套，品種也不齊全。另外，抗溫、抗 鹽、緩蝕劑等也尚需完善。(2)性能良好的固控設(shè)備，從數(shù)量上、質(zhì)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足油田的需要。除砂 器、除泥器效果仍然欠佳，離心機(jī)還沒(méi)推廣應(yīng)用，細(xì)目振動(dòng)篩還處于研究階段，固控 設(shè)備與固控工藝技術(shù)的優(yōu)選仍停留在初級(jí)階段。這項(xiàng)工作直接影響鉆井速度和成本， 應(yīng)加強(qiáng)這方面的工作。(3)基礎(chǔ)理論研究薄弱，研究部門的儀器設(shè)備與國(guó)際先進(jìn)水平相比差距較大，嚴(yán) 重影響我國(guó)處理劑與鉆井液技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展與創(chuàng)新。(4)深井、超深井鉆井液技術(shù)，復(fù)雜地層鉆井液技術(shù)，水平井、叢式井鉆井液和 完井液技術(shù)，特別是短半徑、超短半徑鉆井液技術(shù)，小井眼鉆井液和完井液技術(shù)，都 應(yīng)

16、進(jìn)一步深入研究解決。(5)保護(hù)油氣層系統(tǒng)工程的研究亟待解決，從鉆開(kāi)油層、測(cè)試、生產(chǎn)、增產(chǎn)措施 以及提高采收率系統(tǒng)地整裝地保護(hù)儲(chǔ)層，以及預(yù)測(cè)、診斷、評(píng)價(jià)、預(yù)防及處理全套技 術(shù)的研究。（6）環(huán)境保護(hù)方面的研究工作尚處于起步階段，應(yīng)積極進(jìn)行無(wú)毒原材料處理劑 和鉆井液、完井液的研究，加速解決廢棄鉆井液固液分離問(wèn)題，并發(fā)展固化等新技 術(shù)。（7）在我國(guó)鉆井液技術(shù)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)應(yīng)用尚未普及，開(kāi)發(fā)的軟件還很少，實(shí)用的 人工智能專家系統(tǒng)仍處于探索階段。五、國(guó)內(nèi)外鉆井液技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外鉆井液技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在鉆井液體系及其處理劑的更新上，下面 從水基鉆井液、油基鉆井液和新型的合成基鉆井液等方面作以扼要的介

17、紹。1、水基鉆井液（1）聚合物鉆井液國(guó)外傳統(tǒng)的聚合物鉆井液主要有部分水解聚丙烯酰胺（PHPA鉆井液、XC&物聚合物鉆井液、羥乙基纖維素（HEC鉆井液等。近年來(lái)，國(guó)外發(fā)展較快的是M-I公司研制的陽(yáng)離子聚合物鉆井液體系，主要用作防塌鉆井液使用。該體系所使用的處理劑主要 包括高分子陽(yáng)離子聚合物（ MCAT和低分子陽(yáng)離子聚合物（ ACAT-A）。目前，歐美國(guó)家的防塌鉆井液正朝著抗高溫、強(qiáng)抑制性和多功能的方向發(fā)展。近年 來(lái)俄羅斯也研制出多種聚合物處理劑，主要是各種類型的丙烯酸脂和甲基丙烯酸脂的 聚合物。（2） MM鉆井液混合金屬層狀氫氧化物（MMH最初是DOM學(xué)試劑公司產(chǎn)品。它屬于無(wú)機(jī)處理劑， 從分子中

18、Li、Mg Al元素的氫氧化物結(jié)構(gòu)中取得正電荷，是一種很強(qiáng)的絮凝劑，可與 易水化的粘土礦物發(fā)生作用，從而抑制其分散。其水溶液具有很高屈服值和較弱的凝 膠強(qiáng)度，因而表現(xiàn)出 動(dòng)即流，靜即凝”的特性。目前國(guó)內(nèi)稱之為正電膠，因此 MM鉆井 液被成為正電膠鉆井液。用 MMH理低膨潤(rùn)土含量的水基泥漿可獲得較高的粘切、較低 的塑性粘度和特優(yōu)的剪切稀釋特性。但其降濾失性能較差，必須配合使用非離子型的 降濾失劑才能滿足鉆井要求。這類鉆井液主要用于解決復(fù)雜地層的攜巖與防塌問(wèn)題， 同時(shí)它對(duì)油氣層的損害程度較小。（3）水基防塌鉆井液國(guó)外許多學(xué)者對(duì)K+、NH4+和聚合物抑制頁(yè)巖水化的機(jī)理進(jìn)行了研究。進(jìn)入90年代以來(lái)，對(duì)

19、井壁穩(wěn)定性的機(jī)理問(wèn)題開(kāi)展了更深入的研究，指出井內(nèi)流體和井壁頁(yè)巖中水 的總勢(shì)能大小決定了水的流向。若井眼內(nèi)水的總勢(shì)能大于頁(yè)巖中水的總勢(shì)能，則泥漿 中的水就會(huì)向地層中的頁(yè)巖滲入，造成水化和井塌。并指出井壁失穩(wěn)過(guò)程可分為四個(gè) 不同的階段，即原始頁(yè)巖狀態(tài)、頁(yè)巖膨脹、井壁坍塌以及頁(yè)巖在泥漿中分散。在防塌劑方面，研究表明聚合物處理劑的防塌效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于無(wú)機(jī)離子。目前我國(guó)常 用的防塌劑有以下幾類：（1）陰離子高分子聚合物類，主要指聚丙烯酰胺鹽類。品種 有聚丙烯酰胺鉀鹽（K-HPAM PAC-141亦屬此類）、聚丙烯酰胺鈣鹽和聚丙烯酰胺鏤鹽 （NH4-HPAM 80A-51亦屬此類）。這些防塌劑都以丙烯酰胺和丙

20、烯酸鹽為基本原料共聚 而成，其水解度多在3060炕間，分子量一般在200500萬(wàn)之間，均具有較強(qiáng)的 包 被”作用，是防塌泥漿中的主處理劑。（2）瀝青類產(chǎn)品，主要品種為磺化瀝青（SAS。該類產(chǎn)品主要從抑制水化和降濾失兩方面起防塌作用。特別是通過(guò)填堵頁(yè)巖的微裂縫，阻止水的侵入。并由于其疏水性，水會(huì)被隔離于巖石之外。（3）陽(yáng)離子聚合物。為了增強(qiáng)聚合物處理劑的包被、抑制特性，將有機(jī)陽(yáng)離子基團(tuán)（如季胺鹽）引入聚合物分子鏈中而制成該類產(chǎn)品。其主要品種有聚胺甲基丙烯酰胺（CPAM俗稱大陽(yáng)離子聚合物”），其中陽(yáng)離子基團(tuán)所占比例（即陽(yáng)離子度）一般在30%以上。該處理劑在頁(yè)巖上有較強(qiáng)的吸附性能，與PHPA1比，抑

21、制分散的能力大大增強(qiáng)。此外還有小分子量的有機(jī)化合物（俗稱 小陽(yáng)離子”），如雙三甲基乙基氯化胺（NW-1）和環(huán)氧丙基三甲基氯化胺（Qc）等，主要用作粘土穩(wěn)定劑，其抑制分散的能力與十倍加量 的KCl大致相當(dāng)；（4）無(wú)機(jī)鹽類。目前國(guó)外防塌處理劑的類型與我國(guó)使用的基本相似。自 1989年起，在防塌劑中增加 了包被抑制劑這一新劑種。值得注意的是近年來(lái)國(guó)外廣泛使用正電膠（MMH鉆井液解決防塌問(wèn)題，以及使用甘油基材料提高泥漿的頁(yè)巖穩(wěn)定性及潤(rùn)滑性。DoWt學(xué)試劑公司研制生產(chǎn)的W-80是具有代表性的甘油基材料，其組成如下：1013%T油，1623%二聚甘油，57%E聚甘油，46%9聚甘油，34%fi聚甘油，少量

22、高聚甘油，以及 2 4%NaC和2228%水。這種甘油基在泥漿中的加量范圍為640%由它配制的泥漿具有與油基泥漿相似的特性而又不存在環(huán)境污染問(wèn)題。通常稱之為仿油基泥漿”，用于鉆易塌地層時(shí)可取得良好效果，只是成本要高于水基泥漿。此外，一些低碳原子（C1C3）的有機(jī)酸（如甲酸、乙酸、檸檬酸、酒石酸等）的鉀鹽或鏤鹽，以及能生成NH4+的某些有機(jī)物（如氨基甲酸、尿素、乙酰胺等）也已用于防塌泥漿，起抑制頁(yè)巖水化 的作用，其加量一般為0.55%目前，國(guó)外使用較多的防塌劑類型有：鉀基聚合物泥 漿、鉀石灰泥漿、氫氧化鉀 -木質(zhì)素磺酸銘泥漿、磷酸鉀 -聚合物泥漿、醋酸鉀-聚合物 泥漿、石膏-聚合物泥漿、陽(yáng)離子聚

23、合物泥漿以及新型的無(wú)機(jī)處理劑鉆井泥漿（ MMH 等?？傊壳皣?guó)外在繼續(xù)使用水基聚合物防塌泥漿的同時(shí)，正在努力研制新的防塌處 理劑和建立新的防塌泥漿體系，用以代替油基泥漿，其目的在于取得與油基泥漿相 似、明顯優(yōu)于水基聚合物泥漿的防塌效果，同時(shí)又能夠解決使用油基泥漿時(shí)帶來(lái)的環(huán) 境問(wèn)題。然而當(dāng)前面臨的問(wèn)題是這些新型處理劑的成本較高，因而尚未廣泛推廣應(yīng) 用。2、油基鉆井液自80年代以來(lái)，我國(guó)先后在華北、新疆、中原、大慶等油田使用過(guò)油基泥漿。但由 于考慮其成本問(wèn)題，油基泥漿在我國(guó)應(yīng)用十分有限，但國(guó)外一直將使用油基泥漿當(dāng)作 鉆深井、超深井、大斜度定向井、水平井和水敏性復(fù)雜地層的重要手段，同時(shí)也當(dāng)作 保護(hù)

24、油氣層的一個(gè)重要手段。國(guó)外在70、80年代發(fā)展低膠質(zhì)、低毒油包水乳化泥漿和平衡活度油基泥漿技術(shù)的基 礎(chǔ)上，近年來(lái)為了進(jìn)一步提高油漿的攜巖能力、提高機(jī)械鉆速及減輕對(duì)環(huán)境造成的損 害，又推出了一些新的體系，使油基泥漿技術(shù)取得了新的進(jìn)展?，F(xiàn)將一些主要進(jìn)展列 舉如下：（1）高油水比鐵礦粉加重油包水乳化泥漿近年來(lái)Exxon公司在復(fù)雜深井中成功地使用了這種油基泥漿，其特點(diǎn)是將油漿的含 水量從1530%降至810%并選用氧化鐵粉加重以降低體系中固相的體積百分含量。 其結(jié)果可使油漿中乳化水滴的濃度、固相含量和懸浮顆粒數(shù)目大大減少，從而可明顯 降低油漿的塑性粘度和噴嘴處高剪速率下的流動(dòng)阻力，使機(jī)械鉆速得以提高。

25、實(shí)驗(yàn)表 明，選用氧化鐵粉加重可比用重晶石加重時(shí)的塑性粘度降低2540%（2）全油泥漿由于通常使用的油包水乳化泥漿存在著剪切稀釋性能較差、需備用大量乳化劑、易 產(chǎn)生潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)和乳化堵塞對(duì)油氣層造成損害等問(wèn)題，近年來(lái)美國(guó)Intl泥漿公司研制成功了無(wú)水的全油鉆井液。該體系具有類似于水基聚合物泥漿的流變性，有較高的動(dòng)塑 比值，剪切稀釋性好，因而提高了鉆速，減少了井漏，改善了井眼清洗狀況及懸浮 性。配制全油鉆井液時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（a）基油應(yīng)選用芳香燒含量較低的柴油，最好是物毒礦物油；（b）需選用親油的有機(jī)聚合物或膠質(zhì)類處理劑作為降失劑；（c）一般使用有機(jī)土提高動(dòng)切力，必要時(shí)添加親油的反絮凝劑降低粘切。該

26、公司現(xiàn)已使用這類鉆井液鉆井60多口，其密度的調(diào)整范圍為 0.832.04g/cm3,鉆進(jìn)深度已達(dá)6309m, 井底最高溫度已達(dá)213C,井斜達(dá)到69,尤其在大斜度定向井中應(yīng)用十分成功。（3）研制出可減少油基泥漿在鉆屑上滯留量的新型處理劑一CCS使用油基泥漿時(shí)，鉆屑上滯留的油量一般不得超過(guò)150g/kg ,否則這些巖屑將不允許排放（尤其海洋鉆探作業(yè)時(shí)）。美國(guó)MH I泥漿公司近來(lái)研制出一種復(fù)合陽(yáng)離子表面活性劑，添加至油基泥漿后不僅可有效地減少鉆屑表面所吸附的油量，同時(shí)還具有改 善流變性和降濾失的作用。3、合成基鉆井液合成基鉆井液是以人工合成的有機(jī)化合物作為連續(xù)相，鹽水作為分散相，以及乳化 劑、降濾

27、失劑、流型改進(jìn)劑等組成的體系。與油基鉆井液相比較，其研制的主導(dǎo)思想 是，將油基泥漿中的基油一一柴油或礦物油替換成可生物降解又無(wú)毒性的改性植物油 類。最初提出的要求是：（1）該有機(jī)物的物理性質(zhì)應(yīng)與礦物油的物理性質(zhì)相似；（2）其毒性必須很低；（3）無(wú)論在好氧或厭氧的的條件下都是可以生物降解的。目 前，在墨西哥灣和北海油田等地區(qū)，使用合成基鉆井液已非常普遍。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， 在世界范圍內(nèi)已有500多口井使用了合成基泥漿。按照使用時(shí)間來(lái)劃分，第一代合成基泥漿以酯類、醛類和聚-烯燒（PAO）作為基液，第二代合成基泥漿則以線性-烯煌（LAO）、內(nèi)烯煌（IO）、線性烷煌（LP）以及線性烷基苯作為基液。酯類（E

28、sters）最早用作鉆井?的基液（1990年3月，挪威）。它是植物脂肪酸與醇 類反應(yīng)的生成物。生物降解的測(cè)試結(jié)果表明，在有氧的條件下，35天后有82.5%被細(xì)菌降解，而礦物油在同樣條件下只有3.5%被降解。由于酯基鉆井液毒性很低，允許將鉆屑直接排放到海里。醛類（Ethers）與酯類的物理性質(zhì)相似。由于其分子結(jié)構(gòu)中沒(méi)有活潑的基團(tuán)，因而性 能較穩(wěn)定，有較強(qiáng)的抗鹽、抗鈣能力。聚-烯煌是由 -烯煌聚合而成的。由于-烯煌在分子鏈的端部帶有雙鍵，經(jīng)聚合后雙鍵仍保留在生成物的分子中，因而易于降解。聚-烯煌的另一優(yōu)點(diǎn)是，它不隨溫度和pH直的變化而改變其特性。酯基鉆井液在堿性條件下則可能發(fā)生分解。因此， 該類鉆井液比酯基鉆井液更能抗高溫和石灰污染。鉆井實(shí)踐證明，合成基鉆井液除在環(huán)保方面具有優(yōu)勢(shì)外，其優(yōu)越性還體現(xiàn)在有利于 提高鉆速和保持井眼穩(wěn)定。并且具有與油基鉆井液相似的良好潤(rùn)滑性。與第一代合成基鉆井液相比，第二代合成基鉆井液的粘度較低，配制成本也較低， 而且有更強(qiáng)的生物降解能力?？偟膩?lái)看，第二代合成基鉆井液更適于在抗高溫深井中 使用。六、對(duì)鉆井液新技術(shù)發(fā)展的預(yù)測(cè)隨著國(guó)內(nèi)外鉆井技術(shù)向高難度方向發(fā)展，對(duì)鉆井液工藝也提出了新的更高的要求。 通過(guò)對(duì)近期的研究情況進(jìn)行分析，預(yù)計(jì)在以下方面有可能取得較大進(jìn)展。1、鉆井液強(qiáng)化井壁技術(shù)這是國(guó)內(nèi)外