Q-SY 1062-2009钻井液用页岩抑制剂 有机硅聚合物
钻井液完井液技术手册(09)
1.3.4页岩抑制剂 实际上，钻井液中所用的所有的处理剂在钻井过程中的主要作用只有两个，一个作用是维护钻井液性能稳定，另一个作用是保证井眼稳定。这种起稳定井眼作用的处理剂就称之为页岩抑制剂，又称页岩抑制剂。页岩抑制剂的作用是防止页岩水化膨胀和分散引起的井壁坍塌、破裂和掉块，以防造成钻井事故。 1.3.5.1钻井液和泥页岩的水化作用 钻井液对泥页岩的化学作用，最终可以归结到对井壁岩石力学性能参数、强度参数以及近井壁应力状态的改变。泥页岩吸水一方面改变井壁岩石的力学性质，使岩石强度降低；另一方面产生水化膨胀，体积增加，若这种膨胀受到约束便会产生膨胀压，从而改变近井壁的应力状态。如何将钻井液对泥页岩的化学作用带来的力学效应定量化，并将其同纯力学效应结合起来研究井壁稳定问题；F.K.Mody 和A.H.Hale 认为，钻井液和泥页岩间存在的活度差驱使钻井液中的自由水进入泥页岩，从而使近井壁地带的孔隙压力增高，岩石强度降低。井内水进入泥页岩主要受钻井液与泥页岩井壁间的孔隙压力差和化学势差的控制。 钻井液与泥页岩间化学势差引起的孔隙压力变化为： 式中：λ-有效半透膜系数，R -气体常数，T -绝对温度，V -水的偏莫尔体积，A S 、A m -分别为泥页岩和钻井液的水活度，P -钻井液液柱压力，P p -远场孔隙压力，?μ-化学势差。 如果?μ大于零，即井眼水化学势大于孔隙水化学势，井眼水就可以进入岩石孔隙内，从而使泥页岩吸水后产生水化膨胀，且井壁的孔隙压力增大，岩石的强度降低，不利于井壁稳定。反之，泥页岩产生解吸脱水，使井壁的孔隙压力减小，岩石强度增大，有利于井壁的稳定。因此，从活度平衡的理论出发，要求降低钻井液中水的活度。这可以通过控制调节钻井液中不同盐的含量或使用特殊的处理剂来改变钻井液中水的活度。钻井液中水的活度可以通过实验来测定出来，而泥页岩中水的活度却较难确定，一般可以通过地层条件下泥页岩的含水量来测定。具体做法是：用已知不同活度的溶液在恒湿气中与页岩达到活度平衡后（至少静置15天），测定页岩的吸水量，再绘制该页岩的吸水量与其活度的等温关系曲线。在已知地层水成分和矿化度的情况下，将岩样置于恒湿器中与溶液达到活度平衡后测定页岩的含水量。然后和曲线相对照即可得出页岩中水的活度。 不过该模型只反映了井壁岩石与钻井液直接接触所产生的水化现象，而未能描述井壁内岩体中水化过程的应力变化。 p m s P P P A A V RT -=?±==?)/ln(λμ
聚合物钻井液的配制
任务4 聚合物钻井液的配制 学习目标： 1.会配制聚合物抑制性钻井液； 2.能够熟练阐述阳离子、阴离子和两性离子聚合物钻井液的相关知识； 3.能够准确使用页岩抑制剂。 技能训练： 一.配制聚合物抑制钻井液 1.准备工作 (1)穿戴好劳保用品； (2)备足钻井液处理剂、高分子聚合物、NaOH、CMC、PHP、膨润土等； (3)检查水源，固控设备、搅拌器、钻井液枪运转是否正常； (4)检查配制罐、储备罐； (5)钻井液全套性能测试仪、pH试纸等。 2.操作步骤 (1)计算配制钻井液所需处理剂用量和膨润土的用量。 (2)首先在注入定量水的配制罐中加入膨润土并充分搅拌，使膨润土充分水化。 (3)在配制罐中加入高分子聚合物及所用处理剂，充分搅拌均匀。 (4)测定钻井液性能及pH值。 (5)将配好的钻井液打入储备罐。 (6)清洗全部仪器。 3.技术要求 必须注意PHP在钻井液中的含量，应根据地层的不同而异：东营组以上地层，钻井液中PHP 保持0.1％～0.15％的含量，沙河街组地层保持0.2％～0.3％的含量；NaOH加入量以保持要求的pH 值为准。 二.使用页岩抑制剂 1.准备工作 (1)穿戴好劳保用品。 (2)准备好页岩抑制剂，如聚丙烯酸钾、水解聚丙烯腈钾盐、腐殖酸钾、磺化沥青和水分散沥青、无机盐(KCI、NaCl)、KOH等。 (3)ZNN-D6型旋转粘度计一套，ZNS-3型滤失仪一套。 (4)检查水源、搅拌器、钻井液枪等。
2.操作步骤 (1)了解页岩抑制剂的特点。 (2)分析处理剂的机理，选择处理剂的种类。 (3)在基浆中做处理配合小型实验。 (4)处理钻井液。 (5)测量处理后的钻井液性能。 (6)记录处理剂的用量和效果。 (7)清洗测定仪器并摆放整齐。 3.技术要求 (1)聚丙烯酸钾(KHPAM)在淡水或盐水钻井液中使用。 (2)水解聚丙烯腈钾盐(KPAN)适用于淡水和不含钙的盐水钻井液中，抗温170℃。 (3)腐殖酸钾(KHm)适用于深井淡水钻井液，有一定的降粘作用。 (4)磺化沥青(FT-342、FT-1)和水分散沥青(SR-401)用作地层微裂缝和破碎带的封闭剂。 (5)无机盐类主要是降低页岩表面渗透水化，控制膨胀。 (6)性能测定应侧重于钻井液滤失量和滤饼质量。 基础知识： 1.聚合物钻井液的概念 聚合物钻井液是自20世纪70年代初发展起来的一种新型钻井液体系。广义上讲，凡是使用线型水溶性聚合物作为处理剂的钻井液体系可称为聚合物钻井液。但通常是将聚合物作为主处理剂或主要用聚合物调控性能的钻井液体系称为聚合物钻井液。 2.聚合物钻井液的特点 (1)固相含量低，且亚微粒子所占比例也低。这是聚合物钻井液的基本特征，是聚合物处理剂选择性絮凝和抑制钻屑分散的结果，对提高钻井速度是极为有利的。 (2)具有较强的触变性、较强的剪切稀释特性和适宜的流型，即在环形空间中形成平板型层流。因此聚合物钻井液悬浮和携带岩屑的效果好，可有效地减少钻屑的重复破碎，使钻头进尺明显提高。 (3)钻井速度快。 (4)由于聚合物可有效地抑制泥页岩的吸水分散作用，所以稳定井壁的能力较强，井径比较规则。 (5)由于聚合物钻井液的密度低，可实现近平衡压力钻井；由于固相含量少，可减少固相的侵入，因而对油气层的损害小，有利于发现和保护产层。 (6)具有良好的防渗透性漏失的作用。 (7)由于聚合物钻井液的处理剂用量较少，钻井速度快，缩短了完井周期，因此可大幅度降低钻井总成本。
近十年国内外页岩抑制剂研究进展
第36卷第1期2019年3月25日 油田化学 Oilfield Chemistry Vol.36No.125Mar，2019 文章编号：1000-4092（2019）01-181-07 近十年国内外页岩抑制剂研究进展 * 马京缘，潘谊党，于培志，安玉秀 （中国地质大学（北京）工程技术学院，北京100083） 摘要：从胺类抑制剂、纳米复合材料以及其他抑制剂等方面综述了近十年来国内外新型页岩抑制剂的研究现状以及一些抑制剂评价方法，分析了各类抑制剂的抑制机理。总体而言，各类抑制剂主要从化学和物理两个方面对页岩的水化膨胀及分散进行抑制，从而改善页岩稳定性。参49关键词：页岩抑制剂；水基钻井液；研究进展；聚胺；纳米材料；综述中图分类号：TE254 文献标识码：A DOI：10.19346/https://www.360docs.net/doc/7c4931212.html,ki.1000-4092.2019.01.034 *收稿日期：2018-07-10；修回日期：2018-11-16。 基金项目：国家自然科学基金面上项目“绳索取心钻杆内壁结垢机理与控制方法”（项目编号J218076）。 作者简介：马京缘（1995-），女，中国地质大学（北京）地质工程专业硕士（2017），研究方向为钻井工程，E-mail ：1136725179@https://www.360docs.net/doc/7c4931212.html, 。 安玉秀（1981-），女，本文通讯联系人，研究方向为油田化学，通讯地址：100083北京市海淀区学院路29号中国地质大学（北京）工程技术学院，E-mail ：anyx@https://www.360docs.net/doc/7c4931212.html, 。 随着常规油气资源的减少，非常规油气资源的勘探与开发必不可少。页岩被认为是世界上最主要的非常规烃源储层之一，具有广阔的开发前景［1］。但是，页岩是富含黏土的沉积岩，因黏土成分、晶体结构、孔隙度和裂隙发育情况的不同而呈现不同的水敏性，当页岩与水接触时，黏土易发生水化膨胀或分散，压力通过裂隙传递导致页岩的崩解和坍塌，从而发生井壁失稳问题，增加非生产时间和施工成本［2］。油基钻井液可以解决页岩水敏性问题，且具有良好的润滑性，但是油基钻井液的不可降解性使其容易对环境造成污染，限制了它的应用［3］。因此，开发高性能的水基钻井液是国内外研究学者一直努力的方向。其中，页岩抑制剂是页岩水基钻井液中最重要的处理剂之一，具有强抑制能力的页岩抑制剂可以有效抑制黏土的水化膨胀和分散，大大降低井壁失稳的风险［4］。最早使用的页岩抑制剂是高浓度钾盐，但大量使用钾盐会对生态造成严重影响［5］。低分子阳离子化胺类抑制剂具有强抑制性、低毒性和与其他处理剂优异的配伍性，因此得到国内外学者的广泛关注［6］。为了提高页岩抑制剂 的抑制性能并降低其对生态环境的影响，2000 2010年间，国内外主要开展了大量胺类页岩抑制剂的研发工作。从最初的普通铵盐到气味较小的季铵盐、聚胺酸、多羟基烷基铵盐、二胺、聚乙氧基二胺、新型伯二胺，胺类页岩抑制剂的抑制性能和环境接受程度不断提高［6］。根据化学结构的不同，可将聚胺类页岩抑制剂分为链状聚胺类、支状聚胺类、芳香胺类和聚季胺类等几大类［7］，从抑制机理角度来看，聚胺类页岩抑制剂主要是由于胺基特有的吸附作用，通过带正电的铵离子吸附在黏土表面，同时通过氢键作用加强对黏土片层的束缚，从而阻止水分子的进入，抑制黏土水化。从2010年以来，国内外学者从页岩的抑制机理出发，改善聚胺分子结构，研究了一系列新型胺类页岩抑制剂，进一步提高了胺类抑制剂的抑制能力，降低了胺类抑制剂的生物毒性。与此同时，随着新型材料的应用以及工艺水平的提高，一些纳米材料以及铝酸盐等也被用于页岩抑制剂的研究，为页岩抑制剂的发展提供了新思路。本文将从胺类页岩抑制剂、纳米材料类页岩抑制剂和其他新型页岩抑制剂三大类概述近
聚合物钻井液的配制
聚合物钻井液的配制
任务4 聚合物钻井液的配制 学习目标： 1.会配制聚合物抑制性钻井液； 2.能够熟练阐述阳离子、阴离子和两性离子聚合物钻井液的相关知识； 3.能够准确使用页岩抑制剂。 技能训练： 一.配制聚合物抑制钻井液 1.准备工作 (1)穿戴好劳保用品； (2)备足钻井液处理剂、高分子聚合物、NaOH、CMC、PHP、膨润土等； (3)检查水源，固控设备、搅拌器、钻井液枪运转是否正常； (4)检查配制罐、储备罐； (5)钻井液全套性能测试仪、pH试纸等。 2.操作步骤 (1)计算配制钻井液所需处理剂用量和膨润土的用量。 (2)首先在注入定量水的配制罐中加入膨润土并充分搅拌，使膨润土充分水化。 (3)在配制罐中加入高分子聚合物及所用处理剂，充分搅拌均匀。 (4)测定钻井液性能及pH值。 (5)将配好的钻井液打入储备罐。 (6)清洗全部仪器。 3.技术要求 必须注意PHP在钻井液中的含量，应根据地层的不同而异：东营组以上地层，钻井液中PHP保持0.1％～0.15％的含量，沙河街组地层保持0.2％～0.3％的含量；NaOH加入量以保持要求的pH值为
1.聚合物钻井液的概念 聚合物钻井液是自20世纪70年代初发展起来的一种新型钻井液体系。广义上讲，凡是使用线型水溶性聚合物作为处理剂的钻井液体系可称为聚合物钻井液。但通常是将聚合物作为主处理剂或主要用聚合物调控性能的钻井液体系称为聚合物钻井液。 2.聚合物钻井液的特点 (1)固相含量低，且亚微粒子所占比例也低。这是聚合物钻井液的基本特征，是聚合物处理剂选择性絮凝和抑制钻屑分散的结果，对提高钻井速度是极为有利的。 (2)具有较强的触变性、较强的剪切稀释特性和适宜的流型，即在环形空间中形成平板型层流。因此聚合物钻井液悬浮和携带岩屑的效果好，可有效地减少钻屑的重复破碎，使钻头进尺明显提高。 (3)钻井速度快。 (4)由于聚合物可有效地抑制泥页岩的吸水分散作用，所以稳定井壁的能力较强，井径比较规则。 (5)由于聚合物钻井液的密度低，可实现近平衡压力钻井；由于固相含量少，可减少固相的侵入，因而对油气层的损害小，有利于发现和保护产层。 (6)具有良好的防渗透性漏失的作用。 (7)由于聚合物钻井液的处理剂用量较少，钻井速度快，缩短了完井周期，因此可大幅度降低钻井总成本。 3.聚合物钻井液的性能指标 聚合物钻井液所谓“不分散”具有两个含义：一是指组成钻井液的粘土颗粒直径尽量维持在1～30m 。二是指混入这种钻井液体系的钻屑不容易分散变细。所谓“低固相”，是指低密度固相(主要指粘
聚合物钻井液
聚合物钻井液 买口 （陕西省延安职业技术学院，延安，716000） 摘要:随着石油工业的不断发展，钻遇的地层越来越复杂，路上钻井难度也越来越大，在外部条件不断变化的情况下，人们研制出 了一种适合于大部分底层的钻井液聚合物钻井液。是你试验及 现场应用证明，该钻井液对页岩的水化膨胀有良好的抑制作用，具有良好的抗盐抗钙性能，能用于较深近段，使用时间长，能 提高机械钻速，明显提高钻井成本。本文主要对聚合物钻井液 的机理和油田上的应用作了详细的描述。 关键字：阳离子聚合物钻井液，阴离子聚合物钻井液，两性离子聚合物钻井液 正文： 一、钻井液的功用 钻井液是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。钻井液又称做钻井泥浆，或简称为泥浆。钻井液的循环是通过循环泥浆泵来维持的。偷漏泥浆泵排出的高压钻井液
经过地面高压管汇、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，以清洗井底并携带岩屑。然后再沿钻柱与井壁（或套管）形成的环形空间向上流动，在到达地面后经排出管线流入泥浆池，再经各种固控设备进行处理后返回上水池，最后进入泥浆泵循环再用。钻井液流经的各种管件、设备构成了一整套钻井液循环系统。 钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分。随着钻井难度的逐渐增大，该项技术在确保安全、优质、快速钻井中起着越来越重要的作用。钻井液最基本的功用有以下几点： 1、携带和悬浮岩屑 2、稳定井壁和平衡地层压力 3、冷却和润滑钻头、钻具 4、传递水动力 但是，钻井实践表明，作为一种优质的钻井液，又做到以上几点是不够的。为了防止和尽可能减少对油气层的损害，现代钻井技术还要求钻井液必须与所钻遇的油气层相配伍，满足保护油气层的要求；为了满足地质上的要求，所使用的钻井液必须有利于地层测试，不影响对地层的评价；此外，钻井液还对钻井人员及环境不发生伤害和污染，对井下工具及地面装备不腐蚀或尽可能减轻腐蚀。 一般情况下，钻井液成本只占钻井总成本的7%~10%，然而先进的钻井液技术往往可以成倍地节约钻时，从而大幅度地降低钻井成本，带来十分可观的经济效益。而聚合物钻井液是以某些有絮凝和包
钻井液的考试内容
01．下列不属于钻井液功用的是（ A ）。（A）起升钻具 02．下列属于钻井液传递水动力功用的是（ A ）。（A）高压喷射钻井03．分散钻井液可容纳较（ D ）的固相，较适于配制（ D ）密度钻井液。 （D）多，高 04．分散钻井液的滤失量一般较（ B ）。（B）低 05．三磺钻井液具有较（ C ）的抗温能力，体系中固相含量（ C ）。 （C）强，高 06．下列不属于聚合物钻井液的优点的是（ B ）。（B）对钻头的损害程度较小07.有机硅防塌钻井液具有防塌性强，润滑防卡性好，粘土容量大，抗岩屑污染 能力强，抗温性好，但体系抗( D )能力相对较弱。 (D)盐、钙 08．聚合物钻井液具有较强的携带岩屑的能力，主要是因为这种钻井液的切力稀释特性（ D ），环空流体的粘度、切力较（）。（D）强，高09．在钻遇（ C ）地层时，使用钾基聚合物钻井液可以取得比较理想的防效果。 （C）泥页岩 10．下列不属于油基钻井液的优点的是（ B ）。（B）能提高钻速 11．油基钻井液的应用受到一定的限制，其主要原因是（ C ）。 （C）配制成本较高，使用时会对环境造成一定污染 12．在钻井液中膨润土是最常用的配浆材料，它主要起（ C ）作用。 （C）提粘切，降滤失和造壁 13．钻屑称为无用固相，在钻井液中，应通过各种固控措施尽量减少钻屑的含量，膨润土的用量也应以够用为度，不宜过大，否则会（ A ）。 （A）造成钻井液粘切过高，还会严重影响机械钻速 14．为了降低钻井液密度，将（A）均匀地分散在钻井液中，便形成充气钻井液。 （A）空气 15．钻井液密度在钻井中的主要作用是（ B ）。（B）平衡地层压力 16．钻井液密度随钻井液中（ A ）的增加而增大。（A）固相含量 17．油气侵入钻井液后对密度的影响是（ C ）。（C）下降 18．能够提高钻井液密度的是（ D ）。（D）加入可溶性盐 19．提高钻井液密度的加重材料，以使用（ B ）最为普遍。（B）重晶石20．在条件允许的情况下降低钻井液密度，最有效且经济的办法是（ A ）。 （A）清水稀释法 21．降低钻井液密度的方法是（ D ）。（D）机械法、稀释法 22．在正常情况下，进行钻井液密度设计时，如果按压力计算，附加的安全系数为（ A ）。（A）气层：3.5 ～ 5.0 MPa，油层：1.5 ～ 3.5 MPa 23．合理的钻井液密度必须根据所钻地层的（C）及钻井液的流变参数加以确定。 （C）孔隙压力、破裂压力
钻井液种类简介
钻井液种类简介 1、聚合物无固相钻井液体系 特点是不含土相，固含低、机械钻速快，用于提高上部地层机械钻速。处理剂以选择性絮凝处理机为主，常用PHP（0.05～0.15%）和K-PAM(0.05～0.3%)。 适用范围：1. 适合于地质情况熟悉的非高地层倾角（≤30°）无流体显示的非易塌构造或区块，主要用于表层的快速钻进。2. 适合于井漏严重、非易塌层位、无流体显示的各构造短时间的强钻。 2、聚合物钻井液体系 聚合物具有很强的包被抑制能力，可以防止粘土矿物进一步水化，防止钻井液性能变差，有利于携带钻屑，保持井壁稳定。 适用范围。 1. 非高地层倾角井的表层易水化分散的泥页岩井段，既有利于防塌，又能适当提高机械钻速。 2. 中深井井段出现恶性纵向裂缝漏失，而上部裸眼井段又易因清水浸泡出现垮塌情况下，作为井底清水强钻时覆盖易塌层的钻井液。 3. 适用于44 4.5mm井眼段大于200m，或311.2mm井眼段1000-2500m，地层倾角小于30度和无固相钻井液已不能适应的井段。 调整原则 随地层破碎程度增加，胶结性变差或裂缝发育，应在保持矿化度的前提下（防起泡）提高沥青类处理剂含量作封堵只用。易塌区块辅
以0.5～1.0%聚合醇或无渗透抑制剂，加强体系的防塌抑制性。 3、聚磺钻井液体系 聚磺钻井液体系具有如下特点：1. 利用KPAM、KPHP、PAC等高分子聚合物作为包被抑制剂，既能提高钻井液体系粘度，同时提供体系K+增强钻井液的抑制性。2. 加入分散型磺化系列处理剂提高钻井液体系的降滤失性能，如加入磺化沥青改善泥饼质量提高护壁能力。 3. 聚磺钻井液体系配制和转化方便。 适用范围 1. 高压力系数的易塌层钻进，能在防塌的基础上适当地提高机械钻速。 2．深井段高温、高密度条件下的易塌层钻进。 3. 适合于非特殊工艺的深井，有利于提高机械钻速，适合于川东地区所有区块。 钻井液现场配制与维护 1、检查井场钻井液材料质量检验单等有关资料，保证钻井液材料的质量。 2、配制钻井液前必须清洗钻井液罐。 3、若需要，必须处理配浆用水。 4、应按钻井液设计要求配制钻井液，并确保其性能达到设计要求。
常用钻井液处理剂的名称及主要作用
常用处理剂的名称及主要作用
2 纯碱Na2CO 3 改善水质、土质、沉除钙离子。 3 烧碱NaOH 提高动切力、提高PH值。 4 随钻堵漏剂ZD-1 预堵漏、堵漏。 5 复合堵漏剂HD-1 堵漏。 6 羧甲基纤维素钠盐(高) HV-CMC 提高粘切、与钙离子产生沉淀。 7 羧甲基纤维素钠盐(低) LV-CMC 降低滤失量，改善泥饼质量，与钙离子产生沉淀。 8 复合离子丙烯酸盐SD-17W 抗钙、提粘切、絮凝抗温。
9 阳离子沥青粉CAS-2000 防塌。 10 钻井用特种性能调整剂SD-21 降低滤失量，抗污染。 11 防塌润滑剂SD-20 防塌、润滑、降粘度、降滤失量。 12 水解聚丙烯腈铵盐NH4-HPAN 降滤失量，改善流型。 13 悬浮性水解聚丙烯酰胺DPHP 不分散低固相体系页包被抑制剂絮凝剂 14 磺化酚醛树脂SMP 抗污染、抗高温降滤失量，尤其是高温高压滤失量，改善泥饼质量。 15 阳离子褐煤PMC 抗污染、抗高温降滤失量，尤其是高温高压滤失量，改善泥饼质量。 16 钻井液强包被剂FA367 絮凝剂。 17 石灰石粉CaCO3 加重、堵漏、预堵漏。 18 腐植酸钾KHm 防塌、降粘度、降滤失量、能容纳较高的固相含量。 19 氯化钾KCL 用于钾基钻井液中含量要大于90%，提供钾离子能容纳较高的固相含量。 20 正电胶干粉MMH 防塌、提高动切力。 21 锯末堵漏。 22 水泥堵漏。 23 麦秸堵漏。 24 红胶泥堵漏。 25 磺化单宁SMT 抗高温、抗污染、稀释、除钙离子。 26 黄河二号HSHY 抗高温、抗污染、稀释、除钙离子。 27 氢氧化钾KOH 提供钾离子，提高PH值。 28 水解聚丙烯腈钾盐K-HPAN 防塌、降滤失量、调整流型、用于钾基钻井液。 29 聚丙烯酸钾KPAM 防塌、絮凝。 30 聚丙烯酰胺PAM 絮凝。 31 无荧光封堵防塌剂TDW-2 抗高温，封堵防塌，稳定井壁，降滤失量，能容纳较高的固相含量。 32 磺化褐煤SMC 抗污染、抗高温降滤失量，尤其是高温高压滤失量，改善泥饼质量。 33 多功能处理剂降滤失量、润滑、防塌。 34 多功能固体润滑剂HFT-102 降滤失量、润滑、防塌。 35 SL-1 降滤失量。 36 SL-2 降滤失量、提粘切。 37 原油润滑、解除卡钻。 38 石灰CaO 处理碳酸根、碳酸氢根污染。
钻井液配方大全
钻井液配方大全 1、常见膨润土浆配方 材料和处理剂功用用量（kg/m3）膨润土增稠25-50 烧碱控制PH值0.7-1.5 CMC（选用）降滤失 1.0-3.0 2.0- 3.0 纯碱促进膨润土水化和 控制Ca2+含量﹤150mg/l
2、FCLS（铁铬木质素磺酸盐）钻井液配方 材料和处理剂功用用量（kg/m3）FCLS 降粘剂 5.0-15.0 CMC 降失水剂 2.0-4.0 PAC①降失水剂 2.0-4.0 淀粉类衍生物①降失水剂10.0-15.0 SPNH②高温降失水剂 5.0-20.0 SMP②高温降失水剂 5.0-20.0 RH-3 润滑剂10.0-30.0 烧碱PH调节 1.0-3.5 备注：①可代替和协同CMC使用； ②用于3500m或更深的深井。
3、钙基钻井液配方 材料和处理剂功用用量（kg/m3）备注石灰提供Ca2+10-20 用于石灰钻井液石膏提供Ca2+11-18 用于石膏钻井液FCLS 降粘剂3-12 供选择SMT 降粘剂，降失水剂6-14 SMC 降粘剂，降失水剂6-14 KHm 降粘剂，降失水剂6-14 CMC 降失水剂3-8 供选择PAC 降失水剂3-8 淀粉类衍生物降失水剂6-14 SPNH 高温降失水剂5-15 用于＞3500m的井SMP 高温降失水剂5-15 RH-3 润滑剂10-30 烧碱PH调节3-8
4、含盐量为8%-12%的盐水钻井液配方 材料和处理剂 功 用 用量（kg/m 3） 备 注 NaCl 提供NACL 按实际需求 FCLS 降粘剂 4-8 供选择 SMT 降粘剂，降失水剂 8-15 SMC 降粘剂，降失水剂 8-15 SMK 降失水剂 10-20 CMC 降失水剂 8-12 PAC 降失水剂 4-8 淀粉类衍生物 降失水剂 10-15 SPNH 高温降失水剂 10-20 用于＞3500m SMP-2 高温降失水剂 10-20 RH-3 润滑剂 15-30 烧碱 PH 调节 5-12 FT-1 井壁稳定 5-20 Defoam 消泡剂 0.1-0.3 QS-2 桥堵剂 40-60
国内聚胺类页岩抑制剂研究进展
收稿日期：２０１１－１１－ ２２。作者简介：储政（１９６６—），男，江苏东台人，博士在读，高级工程师，现从事化工管理工作。 专论与综述 国内聚胺类页岩抑制剂研究进展 储 政 （南化集团研究院，江苏南京２１００４８ ） 摘要： 含胺优质水基钻井液是近年来提出的符合现代钻井要求的高性能水基钻井液，该钻井液体系的实质是添加了一种新的阳离子胺基聚合物作为页岩抑制剂。综述了国内聚胺类抑制剂的研究进展，介绍了目前国内市场上５种主要品牌的聚胺类抑制剂的开发和应用现状，分析了国内聚胺类抑制剂在研究和应用中存在的问题，并对今后的开发和应用提出了建议。 关键词：钻井液 页岩抑制剂 聚胺 研究进展 应用现状 中图分类号：ＴＥ２５４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－７９０６（２０１２）０２－０００１－ ０５Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｐｏｌｙ ａｍｉｎｅｓ ｓｈａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ｉｎｌａｎｄＣＨＵ Ｚｈｅｎｇ （Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｇｒｏｕｐ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００４８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｐｏｌｙａｍｉｎｅ ｉｓ ａ ｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｔｏ ｂｅ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ ａｎｄ ａｃｃｏｒｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｏｄｅｒｎ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ｔｒｕｅ ｎａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｄｄｉｎｇ ａ ｎｅｗ ｃａｔｉｏｎ－ｉｃ ｐｏｌｙａｍｉｎｅ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｓｈａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｐｏｌｙａｍｉｎｅ ｓｈａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ｉｎｌａｎｄ ｉｓ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘ－ｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｉｖｅ ｍａｉｎｌｙ ｐｏｌｙａｍｉｎｅ ｓｈａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｈｏｍｅ ｍａｒｋｅｔ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎｔｈｅ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙａｍｉｎｅ ｓｈａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓａｌｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａ－ｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｌｙａｍｉｎｅ ｓｈａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ａｒｅ ｂｒｏｕｇ ｈｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｆｌｕｉｄ；Ｓｈａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ；Ｐｏｌｙａｍｉｎｅ；Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ 页岩抑制、 环境保护一直是钻井液性能研究的重要课题。至今，油基钻井液等逆乳化体系在一些需要强抑制性的大斜度井及深井中仍被认为是最好的体系。然而高成本和环境保护问题限制了其应用，国外许多公司都在研究高性能水基钻井液体系来替代油基钻井液。含胺优质水基钻井液是近年来提出的符合现代钻井要求的高性能水基钻井液，如贝克休斯研发的ＨＰＷＢＭ（Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｗａ－ｔｅｒ－ｂａｓｅｄ Ｍｕｄ）体系以及麦克巴（Ｍａｇｃｏｂｏｒ）公司ＵＬＴＲＡＤＲＩＬＬ体系，这种水基钻井液具备油基钻井液优异的抑制性和润滑性，钻井作业产生的钻屑可直接排放入海，完钻后钻井液可回收再使用，大大降低了钻井成本，在墨西哥湾、美国大陆、巴西、利比亚、澳大利亚、沙特区块应用，均取得了很好的效果。 麦克巴公司ＵＬＴＲＡＤＲＩＬ钻井液体系主要由ＵＬＴＲＡＨＩＢ（碱性抑制剂）、ＵＬＴＲＡＣＡＰ（ 一种分子量适度的阳离子丙烯酰胺包被剂）、ＵＬＴＲＡ－ＦＲＥＥ（钻速增效剂，防粘结和润滑剂，是一种表面活性剂混和物）、ＰＯＬＹＰＡＣＵＬ（降滤失剂，一种纯净的高分子量的低黏聚阴离子纤维素聚合物）、ＭＣ－ＶＩＳ（黄原胶类生物聚合物）等环境友好型的处理剂组成，其实质是加入了一种不水解、完全水溶、低毒并与其他常用水基添加剂配伍的一种新的阳离子胺基聚合物，该聚胺具有更强的抑制能力和防泥包能 力，符合环保要求［ １－２］ 。国内钻井液研究人员也高度重视这种新型结构聚胺类页岩抑制剂的开发，从２０世纪９０年代初期就开展研究工作。本文详细介绍了国内聚胺类抑制剂的研究进展，分析了目前国内聚胺类抑制剂应用 第３３卷第２期２０１２年４月化学工业与工程技术 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．３３Ｎｏ．２ Ａｐ ｒ．，２０１２
水基钻井液配方组合的回顾与展望
水基钻井液配方组合的回顾与展望 摘要：本文是对我国水基钻井液技术的发展的一篇综合分析及发展趋向。介绍及叙述了聚磺钻井液的形成过程、硬脆性泥页岩地层分析及处理措施、从半透膜机理发展出的4种新体系（聚多醇类，甲酸盐类，甲基葡糖苷，硅酸盐类）、无渗透钻井液、胺基钻井液配方的组成和处理剂的发展新技术，最后提出了几点展望意见。 关键词：水基钻井液配方组合回顾综述我国钻井液处理剂技术在几十年的 发展中有两次关键性的突破。一次是70年代在四川地区钻7000米的深井三磺钻井液处理剂的研制成功，解决了深井钻井的井壁稳定问题。另一次是80年代研制成功的多类型有机聚合物处理剂，解决了浅井膨胀性泥页岩地层的“井壁稳定”问题。通过多年摸索，最终形成了目前的“聚磺钻井液”模式和十几种常用的钻井液处理剂。 1聚磺钻井液的形成 上世纪50年代初我国的钻井液类型属于细分散型，不久(1952年)即开始向用钙（石灰、石膏）处理的粗分散阶段过渡；70年代中期，三磺处理剂（磺化丹宁，磺化酚醛树脂，磺化褐煤）的研制成功，为四川地区钻探7000米深井提供了保障，到现在仍为深井不可缺少的主要处理剂。80年代初全国开展了“不分散低固相聚合物”钻井液的攻关工作，以丙烯酰胺或丙烯腈为主要原料的产品如雨后春笋，很快研制出了十几个品种，最终解决了钻浅部地层（2500m以上）、富含蒙脱土地层的膨胀、缩径等问题，进而形成了以“聚合物钻井液”命名的钻井液。但是这一钻井液不能适应井深超过2500m的地层，当进入伊利石含量较多的硬脆性地层时，所用钻井液就不能“不分散”了，必须加入某些磺化物或分散性类处理剂。当时为了克服各地区使用钻井液时出现的问题，全国开展了各种探索攻关课题。80年代由原石油部钻井司组织了一个全国性的基础课题,即“钻进地层和油层岩石矿物组份和理化性能的研究及分区分层钻井液标准设计的研究”。这一课题有全国19个油田和一个科研单位参加，共分析了全国的2万多块泥页岩，历时8年，综合后拟定了我国的“钻进地层的分类方法”和各地区的“分区分层的标准钻井液设计”。当时的想法是通过深入全面的地层岩石矿物分析和理化性能分析，拟定各地区的钻井液标准配方,以解决当时各油田遇到的井壁稳定问题但是对各地区的标准钻井液设计进行综合分析后却意外地发现：尽管全国各油田所处地区不同，地层性质有差异,但在钻井液技术的对策方面却有明显的规律可循,而且惊人地相似。 2硬脆性泥页岩地层分析及处理措施 尽管已经形成了较成熟的水基钻井液配方组合模式（聚磺钻井液），但还是不能得心应手，时有事故发生。这时开展了全国性的硬脆性泥页岩稳定问题科研攻关工作（列入中石油总公司的研究课题）。（根据已发表的30多篇文献）有关硬脆性泥页岩的主要观点和建议归纳如下。 （1）“七五”期间，由原石油部钻井司组织开展了“钻进地层和油层岩石矿物组成和理化性能的研究及分区分层钻井液标准设计的研究”课题[1]，对全国19个油田的钻进地层和油层岩石矿物组成和理化性能作了全面、系统的剖面分
常用钻井液材料
常用钻井液材料 一膨润土类 一、组成 膨润土是岩浆岩或变质岩中硅酸盐矿物（如长石）风化沉积形成的，其组成为 1、粘土矿物：蒙脱石、高岭石、伊利石和海泡石，钻井用膨润土主要粘土矿物为蒙脱石，含量在70%以上。 2、砂子：石膏、石英、长石、云母、氧化铁等含量越小越好。 3、染色物：木屑、树叶及腐质物起染色作用，膨润土有红色、黄色、紫色等不同颜色，就是这个原因。 4、可溶性盐类：碳酸盐、硫酸盐和氯化物等。 二、分类 膨润土分为钙基膨润土钠基膨润土和改性膨润土三种。 1、钙基膨润土：造浆率8-12立方米每吨。 2、钠基膨润：造浆率15-18立方米每吨。 3、改性膨润土：通过加入纯碱、烧碱、羧甲基纤维素、低分子量聚丙烯酰胺等无机盐和有机分散剂来提高膨润土的造浆率，达到钠基膨润土性能指标。 三、作用及用途 1、堵漏：黄土层漏失、基岩裂隙漏失都需要用来配浆堵漏。 2、护壁：在井壁上形成泥饼，减少钻井液内的水份向井壁渗透，起到保护井壁稳定的作用。 3、携砂：配制一定数量的高比重大粘度的膨润土泥浆定期打入井内，将井内掉块、岩屑顺利携带出井外，保持井内干净。 4、配治塌泥浆：井壁长时间浸泡发生垮塌，常规泥浆仍不能维护井壁时，就要加膨润土以提高比重、切力、粘度达到稳定井壁之目的。 5、配加重泥浆：遇到涌水或高压油气层时，都需在泥浆中加膨润土来平衡地层压力。 6、配完井液和封闭浆：为顺利测井，完钻时需配完钻液；在易塌井段需配封闭浆，这些都需加膨润土。 四、影响膨润土性能的因素 1、原矿质量：原矿石蒙脱石含量高低是影响膨润土性能最重要的因素，蒙脱石含量越高，膨润土造浆率相应地就高。 2、粒度：粒度越细造浆率相应的就越高，反之亦然。 3、添加剂：合理地加入分散剂，会明显改善膨润土的性能。 4、水质：膨润土在高矿化度和酸性中水造浆率会明显降低甚至不造浆。 五、简单测试 1、造浆率：1吨膨润土配制出胶体率95%以上的泥浆的体积。如造浆率15立方米每吨，就是在100克水中加6.67克膨润土搅拌30分钟倒入试管（100毫升）中，24小时胶体率在95%以上。 2、漏斗粘度：用马氏漏斗测其粘度，一般不低于28秒。 3、失水量：用ANS气压失水仪测失水量。一般不大于 18ml/30min。 4、含砂量：将100克膨润土加到1000克水中搅拌30分钟，再加1000克水搅拌30分钟静止30分钟。将沉淀物上面的泥浆全倒掉，然后用水再洗两次，把最后的砂子烘干，称其重量，即膨润土含砂量，含砂量小于5%为合格品。 二加重材料
钻井液
简答题： 1、钻井液是如何让分类的？P2-3 答：钻井液按密度大小可分为非加重钻井液和加重钻井液；按其黏土水化作用的强弱可分为非抑制型钻井液和抑制型钻井液；按其固相含量的多少，将固相含量较低的叫做低固相钻井液，基本不含固相的叫做无固相钻井液；根据分散（流体）介质不同，分为水基钻井液、油基钻井液、气体型钻井流体和合成基钻井液四种类型。 2、主要钻井液类型有哪些？ P3-5 答：主要钻井液类型有：（1）分散钻井液；（2）钙处理钻井液；（3）盐水钻井液和饱和盐水钻井液；（4）聚合物钻井液；（5）钾基聚合物钻井液；(6)油基钻井液；（7）气体型钻井流体；（8）合成基钻井液；（9）保护油气层的钻井液；（10）不侵入地层钻井液。 3、膨润土在钻井液中的主要作用是什么？P31 答：膨润土在钻井液中的主要作用是增加粘度和切力、提高井眼净化能力；形成低渗透率的致密泥饼，降低滤失量；对于胶结不良的地层，可改善井眼的稳定性；防止井漏等。 4、常用配制钻井液的粘土有哪些？P31 答：钻井液常用粘土有膨润土、抗盐粘土（包括凹凸棒石粘土、海泡石粘土等）及有机膨润土。 5、钻井液的功用有哪些？P5 答：钻井液的功用：（1）携带和悬浮岩屑；（2）稳定井壁；（3）平衡地层压力和岩石侧压力；（4）冷却和润滑钻头；（5）传递水动力；（6）获取地下信息。 6、配制泥浆的膨润土的主要作用有哪些？P31 答：膨润土在钻井液中的主要作用是增加粘度和切力、提高井眼净化能力；形成低渗透率的致密泥饼，降低滤失量；对于胶结不良的地层，可改善井眼的稳定性；防止井漏等。 7、什么是压力激动？ 答： 8、简述钻井液的循环过程. P5 答：钻井液的循环是通过钻井泵（俗称泥浆泵）来维持的。从钻井泵排出的高压钻井液经过地面高压管汇、立管、水龙带、水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，然后再沿钻柱与井壁（或套管）形成的环形空间向上流动，返回地面后经排出管线、振动筛流入泥浆池，再经各种固控设备惊醒处理后返回水池，进入再次循环，这就是钻井液的循环过程和循环系统。
泥浆的配置方法
泥浆的配置方法 泥浆的配置方法 旋挖钻孔灌注桩是一项隐蔽性地下连续作业一次性完成的施工技 术，特别是在旋挖钻孔期间，在复杂地层地段施工中，为了确保施工质量，要向孔内不断添加在钻孔开工前制作的泥浆来确保使孔壁不发生坍塌。在好的地层段施工（如在黄粘土层地段）进行旋挖钻孔施工可米用清水成孔作业或干成孔作业即成本低而且施工效率高。在特殊地层段施 工如砂层（粗砂层和细砂层）、粉砂层、砂岩层、粉质土层、流砂层等等时，工地开工之前都要进行大量膨润土采购进行先期泥浆调制。在使用过程中，还要继续不断地进行泥浆制作，若是遇到含沙量大，砂砾石及流砂的地层施工，这就要求现场管理工人员必须具有良好尽业素质及丰富的施工经验。本文只针对旋挖钻机钻孔泥浆和不同而选用不同地层情况进行论述。 一、旋挖钻孔灌注桩护壁泥浆分类 通常情况下，在施工现场大多是通过人工利用搅拌机械进行膨润土泥浆制造，造浆时灰尘弥漫，不但污染环境且对人身也有一定伤害，所消耗膨润土最少
也得用几十吨甚至上百吨，既是用量这么大但护壁效果还是不理想，孔内沉渣量大，普通地层孔内沉渣量也在2?3米是很常见。 膨润土分为钠基土、钙基土和锂基土三种。前两者质量较好，大量用于旋挖钻孔泥浆配制和炼钢铸造中。虽然膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。但对地层适应性较差 实例：2008年9月两台NCB钻机在某高铁线上施工，该地段为粘土层和泥岩层地质，该施工单位当时选用钠基土按1000kg水：20kg 土:8kg 碱的配比量进行进场造浆，添加碳酸钠（Na2CO3进行孔内护壁，受现场其它因素的影响成孔后需等待3~5小时，甚至7~10小时才能进行砼灌注，在现场技术员的严格把关下孔内经过多次清孔后沉渣量控制在10?15cm范围内方可灌注。由于泥岩地层浸泡时间长常造成孔壁踏落，使砼灌注超方大，完工后直接造成经济损失25万元。 目前市面上的造浆材料很多，但钠基土和钙基土在钻孔泥浆上用的较为普遍，其理论用量：为8%,即8 kg的膨润土可掺100L的水，对粘质土地层用量可降低3% ~5%，较差的膨润土用量为水的12%左右。为了增强膨润土浆液的护壁效果就得配合外加剂来配制泥浆进行护壁。针对上述情况现就对泥浆原料及外用添加剂性能要求详解如下： （一）、泥浆原料粘质土的性能要求 一般可选用塑性指数大于25,粒径小于0.074mm的粘粒含量大于50 %的粘质土制浆，这类地质在我国分布不多，目前土质最好产地是辽宁、山东、河南省份
钻井液的作用
聚 乙 烯 醇 在 钻 井 液 中 的 应 用 班级：10油田化学三班 姓名：李涛涛
聚乙烯醇，英文名称2： polyvinyl alcohol，viny)alcohol polymer，poval，简称PVA，分子式： [C2H4O]n 摘要：主要讲述了聚乙烯醇胶乳对油井水泥浆的失水、稠化性能、游离水和水泥石抗压强度等参数的影响。结果表明，胶乳加量增大时，油井水泥浆的失水量迅速变小，稠化时间延长，初始稠度减小，游离水得到有效的控制，水泥石的抗压强度减小而柔性增大。试验证明，聚乙烯醇胶乳通过成膜、吸附、水化等作用能有效地控制油井水泥浆的液相运移情况，调节其稠化性能，改善水泥石的物理力学性能。自行设计了一套测定水泥石胶结强度的装置，实验证明所提出的测定方法是可行的。 首先聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性聚合物,分子中有大量的羟基存在。因此,可以把它作为油井水泥降失水剂的原料。文章研究了在不同的聚合度和醇解度的PVA作为油井水泥降失水剂的滤失性能,研究发现PVA17-88是以PVA作为油井水泥降失水剂的最好原料。并对PVA17-88作为油井水泥降失水剂与分散剂和消泡剂的配伍性、耐温、抗盐以及水泥浆的综合性能进行了系统的研究。 高分子聚合物材料作为油井水泥外加剂在油田固井工程中的应用,其地位日益突出,对提高固井质量起到了重要的作用.该文较详强的介绍了固井工程与油井水泥外加剂的关系以及相关的概念,综述了前人的研究成虹,研制出了新型聚合物胶乳水泥体系,同时设计了相应的特种实验仪器.该文重点研究了水溶性聚合物-聚乙烯醇作为油井水泥外加剂的一些行为特征,同时研究了配套组分对聚合物水泥浆体系的性能影响.聚乙烯醇水溶液与硼砂在碱性条件下交联是该文 研究应用的最基本原理之一,聚乙烯醇与硼砂交联形成了一定的网状结构,加入的有机酸组分参加进一步的交联,使之形成了立体柔性的网状交联结构,这种结构吸附到水泥颗粒上,阻碍和束缚了水泥浆中自由水的运移,同时这种交联吸附性质使水泥浆体系在压差作用下能够在滤失界的目的,减少了水泥石的表观和 内部体积由于失水而造成的收缩,同时也对地层流体的外窜起到了封堵作用,保证了水泥浆在井下的正常凝固.另外聚乙烯醇与其他组分的配合作用,使水泥浆体系还具备了"直角稠化","零自由水"和剪切稀释等特性.该文发展了油田固井工程中的防窜理论,在水泥外加剂的研究方面达到了一个新的水平.在现场试验和推广应用过程中为解决大庆油田的高压层固井、水平井固井,地矿部浅气层固井和渤海海上深层气层固井问题起到了重要作用. 聚乙烯醇用作石油及天燃气钻井、固井过程中的降失水添加剂增强水泥浆保水作用防止水泥浆在渗透性地层中先期脱水，对缓凝时间和抗压强度影响小，并有效防止气窜用作石油及天然气钻井过程中的防塌添加剂，能有效阻止钻井液滤液浸入泥页岩，从而达到防止井壁失稳甚至井壁坍塌的作用聚乙烯醇的抑制防塌性能是长久有效。聚乙烯醇等是我国近年来研究应用最广的堵水调剖剂，包括合成聚合物、自然改性聚合物、生物聚合物等。它们的共同特点是溶于水，在水中有优良的增粘性，线性大分子链上都有极性基团，能与某些多价金属离子或有机基团（交联剂）反应，天生体型的交联产物冻胶，粘度大幅度增加，失往活动性和水溶性，显示较好的粘弹性。 聚丙烯酰胺的大量应用，给化学堵水调剖技术开创了新局面。将聚丙烯酰胺水解后溶于水，混进甲醛或306树脂（多羟基的三聚氰胺酰化物），在酸性条件下，缩聚天生冻胶。本剂适合层间或层内纵向渗透率差异较大但油层无裂缝
环保钻井液Bio-Pro体系在乍得的成功应用
第２６卷第１期２００９年１月 钻井液与完井液 ＤＲＩＬＬＩＮＧＦＩ。ＵＩＤ＆ＣｏＭＰＬＥＴＩｏＮＦＩ。ＵＩＤ Ｖ０１．２６Ｎ０．１ Ｊａｎ．２００９ 文章编号：１００１—５６２０（２００９）０１—００６７—０２ 环保钻井液Ｂｉｏ－Ｐｒｏ体系在乍得的成功应用 张金波彭小红高峰薛照洪 （中国石油长城钻探工程公司钻井液分公司，北京） 摘要乍得Ｈ区块Ｂｏｎｇｏｒ盆地在钻井过程中极易引起水化、膨胀、垮塌、缩径等井下复杂情况。研究开发了一种以有机硅稳定剂和聚合醇为主处理剂的新型环保钻井液Ｂｉｏ－Ｐｒｏ。现场应用表明，环保钻井液Ｂｉｏ－Ｐｒｏ性能稳定，具有良好的抑制泥页岩水化膨胀能力，能有效地封堵岩层孔隙和微裂缝，阻止钻井液滤液进一步侵入地层，维持井壁稳定，保证井下安全。满足了环保要求，有效地解决了乍得Ｈｏｎｇｏｒ盆地泥页岩剥蚀掉块、缩径和坍塌等井下复杂情况。 关键词环保钻井液；井眼稳定；井眼清洁；抑制性；乍得Ｈ区块Ｂｏｎｇｏｒ盆地 中图分类号：ＴＥ２５４．３文献标识码：Ａ ２００４年中石油在乍得Ｈ区块Ｂｏｎｇｏｒ盆地钻了第一口探井并取得重要发现。２００５年中石油重点对Ｂｏｎｇｏｒ盆地的Ｍｉｍｏｓａ和Ｋｕｂｌａ含油构造进行评价与储量估算，证实Ｈ区块存在上、中、下３个油层组。通过系统地对Ｈ区块７个盆地成油条件与勘探目标进行分析评价，落实了东Ｂｏｎｇｏｒ北斜坡等７大潜力区带。 １钻井液技术难题 Ｂｏｎｇｏｒ盆地地质分层及岩性如下。Ｑｕａｔ－Ｔｅｒｔ（０～３１４ｍ）为浅黄色、浅桔黄色细、粗砂岩和泥岩，泥质胶结，成岩性差；Ｂａｏｂａｂ（３１４～６５２ｍ）以砂岩为主，夹薄层灰色、深灰色泥岩；ＲｏｎｉｅｒＳｈａｌｅ（６５２～９７２ｍ）以泥岩夹薄层砂岩为主；ＲｏｎｉｅｒＳａｎｄ（９７２～１２５９ｍ）岩性为粉、细砂岩与灰色、深灰色泥岩呈不等厚互层；ＫｕｂｌａＦｏｒｍａｔｉｏｎ（１２５９～１８８６ｍ）上部为棕红色泥岩夹薄层砂岩，中部为深灰色、灰绿色、灰色泥岩夹薄层砂岩，下部为紫红色泥岩，夹薄层砂岩，底部多见一层５～１０ｍ砂岩；ＫｉｌａＳｈａｌｅ（１８８６～１９５６ｍ）以砂岩为主，夹深灰色、棕红色泥岩，成岩性差；Ｍｉｍｏｓａｓａｎｄ（１９５６～２８３８ｍ）以砂岩为主，夹深灰色、棕红色泥岩；Ｃａｉｌｃｅｄｒａ（１４１４～２８００ｍ）为砂泥岩互层，泥页岩成分较多，物性好。 该地区在钻井过程中，常见的复杂问题如下。 ①４００ｍ以上井段存在粗砂岩，Ｓａｖｏｎｎｉｅｒ一１井钻至井深３３０ｍ时发生井漏，漏失１９．８８ｍ３钻井液。②８００ｍ以下页岩地层垮塌非常严重（见图１），尤其是ｍｉｍｏｓａ地层，形成大肚子井眼导致携砂困难，极易形成台阶和砂桥、起钻挂卡、下钻遇阻、电测作业仪器无法下到底等复杂问题。Ｃａｉｌｃｅｄｒａ－１井在井深２５００ｍ完井电测时间长达１５ｄ，油层套管下入井底无法建立循环，被迫２次起钻，循环钻井液。③钻遇大段砂岩时，极易形成厚泥饼缩径，同时泥岩段易水化缩径。④该地区对多项无机离子有严格的要求，尤其是钾离子的浓度要小于３０００ｍｇ／Ｌ。 图１乍得Ｂｏｎｇｏｒ区块Ｍｉｍｏｓａ一４井的页岩掉块 根据对坍塌物进行Ｘ一射线衍射分析得知，Ｒｏｎｉｅｒ和Ｋｕｂｌａ地层为典型的泥页岩，其黏土矿物总量超过５０％，以伊／蒙混层为主，间层比约为５０％；极易引起水化膨胀、垮塌、缩径等井下复杂情况，再加上钻井液滤液侵入微裂缝，降低岩性整体强度，导致井壁失稳。针对乍得地层特点，研究开发了一种新型环保钻井液Ｂｉｏ—Ｐｒｏ。该体系以有机硅稳定剂和聚合醇作为主处理剂。经现场试验，该钻井液抑制性强、防塌效果好、井壁稳定，满足了乍得地区环保要求，有效地解决了乍得Ｂｏｎｇｏｒ盆地泥页岩剥蚀掉块、缩径和坍塌等井下复杂情况问题。 ２环保钻井液Ｂｉｏ－Ｐｒｏ室内评价环保钻井液Ｂｉｏ－Ｐｒｏ基本配方如下。 第一作者简介：张金波，１９７６年生，博士，现在从事钻井液技术管理工作。地址：北京市朝阳区安立路９９号名人大厦中 国石油长城钻探工程公司钻井液分公司；邮政编码１０２２１８。 万方数据