水基钻井液体系介绍.
国外高性能水基钻井液研究的最新进展
国外高性能水基钻井液研究的最新进展近年来，国外高性能水基钻井液的研究成为了国际油气行业的热点研究领域之一。
高性能水基钻井液相比于传统的石油基钻井液在环保性、安全性等方面具有巨大优势。
本文将介绍高性能水基钻井液最新的研究进展。
一、高性能水基钻井液的特点高性能水基钻井液具有环保性和经济性等优点，符合现代钻井行业以环保为主题的需求。
同时，在使用过程中它具有良好的稳定性、低毒性、易清洗、可重复使用等特点，大大减少了净水的消耗，降低了钻井成本。
二、高性能水基钻井液的研究进展（一）高性能水基钻井液的制备技术高性能水基钻井液的制备技术主要分为三类：第一类是利用溶胶凝胶技术，即利用悬浮在水中的纳米颗粒形成的凝胶体系，实现钻井液体的结构加固和调节性能的方式；第二类是利用粒子-胶团-聚合物（PPP）复合体系，即利用粉粒体系、颗粒聚团体系和高分子体系相互作用，制备钻井液；第三类是利用新的改性剂，改善传统钻井液的性能，提高高性能水基钻井液的性能。
（二）高性能水基钻井液的应用研究高性能水基钻井液的应用使得钻井效率得到了显著提高，同时在满足钻井作业精度要求的同时，它还能够有效解决环境保护问题。
它在海上油田应用中减少了排放物的释放，也同时极大地降低了海洋污染。
三、结论高性能水基钻井液具有广阔的应用前景和较高的经济效益。
在制备技术和应用研究方面，国外相关学者已取得了很大的成果，但也需要继续增加研究力度，探索更多的技术方案，以逐步替代传统石油基钻井液。
四、未来展望随着全球对环保的要求越来越高，高性能水基钻井液必将成为下一代钻井液的主流。
未来，相信高性能水基钻井液将更加普及，其技术不断进步和完善，有望成为钻井液技术中不可或缺的一部分。
高性能水基钻井液的未来发展将更加多元化和专业化，同样也需要大量的资金和科技支持，以实现更加高效环保的钻井作业。
在制备技术方面，未来的研究将更加注重减少生产成本和提高制备效率。
同时，未来制备技术研究也将更加注重控制钻井液体系的稳定性和高温高压环境下的适用性，以满足更加苛刻的钻探条件。
石油化工技术专业《水基钻井液-深井水基钻井液(下)》
聚磺钻井液是将聚合物钻井液和磺化钻井液结合在一起而形成的一类抗高温钻井液体系。尽管聚合物钻井液在提高钻速、抑制地层造浆和提高井壁稳定性等方面确有十分突出的优点，但总的来看，其热稳定性和所形成泥饼的质量还不适应在井温较高的深井中使用，特别是对硬脆性页岩地层，常常需参加一些磺化类处理剂来改善泥饼质量，以降低钻井液的HTHP滤失量。
课后
小结
【课程内容】
磺化钻井液
磺化钻井液是以磺化褐煤、1型磺化酚醛树脂、磺化单宁和磺化栲胶等处理剂中的一种或多种为根底配制而成的钻井液。
第一种磺化钻井液是磺化褐煤钻井液，磺化褐煤钻井液体系主要利用磺化褐煤既是抗温稀释剂，又是抗温降滤失剂的特点，通过室内试验确定其适宜加量之后，用膨润土直接配制或用井浆转化为抗高温深井钻井液。一般需参加适量的外表活性剂以进一步提高其热稳定性。该类体系最高可抗22021高温，但抗盐、抗钙的能力较弱，仅适用于深井淡水钻井液。它的典型配方为：4%~7%膨润土3%~7%磺化褐煤%~1%外表活性剂，并参加烧碱将g/L，钻井液密度可提至cm2；假设参加适量Na₂Cr2O7，抗温可达202122021
聚磺钻井液既保存了聚合物钻井液的优点，又对其在高温高压下的泥饼质量和流变性进行了改良，从而有利于深井钻速的提高和井壁的稳定。该类钻井液的抗温能力可达2021250℃，抗盐可至饱和。
【本节小结】
目前常见的深井水基钻井液主要就是磺化钻井液和聚磺钻井液这两大类，随着科学的开展一定还会出现优势更加明显的深井钻井液体系。
授课章节
工程八
授课方式
理论课 实践课□理实课□其他□
授课内容
任务三深井水基钻井液下
教学目的与要求
知识目标：
1、掌握磺化钻井液
2、掌握聚磺钻井液
钻井液基本解析
3、胶体稳定剂。 优点：1、在较低加量下效果明显 。
2、在盐水钻井液中效果明显。 3、不提高钻井液的粘度。 4、抗温性好。
二、钻井液的滤失造壁性
在钻井过程中，当钻头钻过渗透性 地层时，由于钻井液的液柱压力一 般总是大于地层孔隙压力，在压差 作用下，钻井液的液体便会渗人地 层，这种特性常称为钻井液的滤失 性。在液体发生渗滤的同时，钻井 液中的固相颗粒会附着并沉积在井 壁上形成一层泥饼。随着泥饼的逐
三、钻井液的流变性
钻井液的流变性是指钻井液流动和 变形的特性。该特性通常是由不同 的流变模式及其参数来表征的，最 常用的流变模式为宾汉和幂律模式 。其中宾汉模式的参数为塑性粘度 和动切力；幂律模式的参数为流性 指数和稠度系数。此外，漏斗粘度 、表观粘度和静切力等也是钻井液
用途：1、增加钻井液的密度。 2、控制地层压力。 3、降低滤失。 4、桥堵、油层保护。
优点：1、在15%的HCl溶液中90% 的溶解。
2、提供有效的架桥。 物理性质：1、外观：粉末。
2、密度：2.7g/cm3。
降滤失剂
SDMC 低粘羧甲基纤维素钠盐
LV—sodium carboxyl methyl
但是，钻井实践表明，作为一种优 质的钻井液，仅做到以上几点是不 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 钻井液必须具有： 1、钻井液对人和环境无损害。
按照API推荐的钻井液性能测试标 准，需检测的钻井液常规性能包括 ：密度、漏斗粘度、塑性粘度、动 切力、静切力、API滤失量、HTHP 滤失量、pH值、碱度、含砂量、 固相含量、膨润土含量和滤液中各
cellulose
SL—LVCMC
降性能滤失剂
“零电位”水基钻井液体系
２ ０ １ ５年 ３月
Байду номын сангаас
钴 井
液 与 完 井 液
Ｖ＿ ｏ 】 ． ３ ２ Ｎｏ． ２ Ｍａ ｒ ．２０ｌ ５
ＤＲＩ ＬＬＩ ＮＧ ＦＬＵＩ Ｄ ＆ ＣＯＭ ＰＬＥＴＩ ＯＮ ＦＬＵＩ Ｄ
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ６ ９ ６ ０ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ５ ６ ２ ０ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ２ ． ０ ０ ４
不 相 匹 配 ，从 而 引 起 地层 泥 页岩 水 化 、膨 胀 和 分 散 ，
导致井壁 失稳 ［ １ 】 。为增强体 系的抑制 能力 ，提 高钻 缩双 电层 ，使得黏土越不易分散 ，体系抑制性越强。 当阳离子浓度与阴离子浓度相平衡时 ，钻井液电性对 井液 的 Ｚ ｅ ｔ ａ电位 ，刘 雨 晴 首 先 研 发 了 阳离 子 聚 合 物 钻井液体系 ，将钻井液引进 了一个新 的发展领域 ［ ２ － ３ １ ， 之后各种 阳离子处理剂体 系相继问世 ［ ４ － １ ２ ］ ｏ阳离子型
黏 土颗 粒 的 Ｚ ｅ ｔ ａ电位影 响很 小 ， 几乎 可 以忽 略 ， 此时 ， 地 层 岩 屑 颗 粒 在 钻 井 液 中的 Ｚ ｅ ｔ ａ电位 与在 原 地 层 条
ｅ ｔ ａ电位 相 匹配 ，即 零 电 位 差 ，此 平 衡 状 态 钻井液能够提高黏 土颗粒 的 Ｚ ｅ ｔ ａ 电位 ，从而削弱其 件 下 的 Ｚ 负电水化分散效应 ，产生较好的井壁稳定能力 ，但是 下 的钻 井液 的抑 制 能力 最 强 ，井 壁 稳 定 能力 也 最 强 。 零 电位 ”水 基 钻井 液 中 阳离子 浓度 与 阴离 体系存在较多 阴离子 ， 造成离子不相容 的问题 。为此 ， 因此 要求 “ 梅宏 、 杨 鸿剑 、 张 克勤 等人 提 出 了 “ 零 电位 ” 水 基钻 井 液 理念 【 ｌ ’ “ 】 ， 该 理念 是 通过 提 高钻 井液 中阳离子 浓 度 ， 子 相平 衡 ，达 到零 电位 差 ，此 外 ，“ 零 电位 ”水 基 钻
钻井液技术与应用
对测井解释和储层可能造成严重危害。
××井采用盐水钻井液钻井，测井解释时误把水层解
释为油层。
股份公司勘探与生产工程监督中心
前言
钻井液对勘探开发投资效率影响大
• 在钻井过程中，油层被打开后，首先接触的外来液体是 钻井液，钻井液就会对油层产生损害，这种损害在钻开 油层的整个过程中都一直存在。钻井液损害油层后，要
的有二项:钻井液和井下工具。
–钻井液对井壁周围的地层性质和井眼稳定影响最大.
控制和平衡地层压力、浸泡井壁、形成泥饼等。
–钻井液受地层影响及破坏最严重.
钻屑、掉块、地层流体侵入等均直接进入钻井液中。
股份公司勘探与生产工程监督中心
前言
钻井液对录井影响大
• 地层物质（包括钻屑、地层流体等）是由钻井液循环带出，因此
润土，对钙、镁等二价离子敏感。
股份公司勘探与生产工程监督中心
一、钻井液的组成与体系分类
氯化钾聚合物钻井液 (1) 基本组成 - 高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝 剂(PAM、PHPA、KPAM ) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN，NH4PAN) - 低分子量聚合物解絮凝剂或木质素磺酸盐稀释剂(FCLS) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 (2) 特点 - 强抑制性 - 高温稳定性较好 - 固容能力较强 - 对金属的腐蚀性较强 - 影响电测解释
股份公司勘探与生产工程监督中心
一、钻井液的组成与体系分类
聚磺钻井液 (1) 基本组成 - 高分子量聚丙烯酰胺或部分水解聚丙烯酰胺包被絮凝 剂(PAM、PHPA、KPAM) - 水解聚丙烯腈降滤失剂(NaPAN、KPAN，NHห้องสมุดไป่ตู้PAN) - 磺甲基酚醛树脂(SMP)和/或磺甲基褐煤(SMC)和/或褐煤 树脂共聚物(SNPH)降滤失剂 - 磺甲基丹宁稀释剂(SMT) - 磺化沥青防塌剂(FT-1) - 预水化膨润土 - 烧碱和/或纯碱 (2) 特点 - 中等抑制性 - 良好的高温稳定性 - 抗污染能力较强
钻井液和完井液
铁铬木质素磺酸盐 (FCLS)使用 —— 一般配制成碱液使用。 • FCLS碱液旳配制
FCLS : NaOH = 3 ~ 5 :1
（FCLS + NaOH）混合碱液 = 1/5或1/10
例题
40ml FCLS碱液（3：1，1/5）中，含固体 FCLS多少克？NaOH多少克？ 解：FCLS+NaOH总重为：
1.钻井液稠化原因 因为粘土颗粒表面与端面性质不同：
带电情况不同 —— 表面带负电，端面带正电。
Si +
Al +
水化程度不同 —— 表面水化膜厚，端面水化膜薄。
钻井液稠化原因： 当钻井液中固相含量高和外界污染变化粘土表面性
质时，极易形成：端-端、端 — 面联结旳空间片架构造， 从而造成： • 钻井液构造粘度增长； • 片架构造包住大量自由水，流动阻力增长。
降粘剂作用特点
• 主要作用于端面 • 用量少、效果明显 0.5~1%（因为端面少）。 • 降失水与降粘作用有时相一致，有时不同。 • 主要降低 0、 c、’，不降 s。
3. 常见降粘剂
单宁酸钠（NaT） 磺甲基单宁（SMT） 铁铬木质素磺酸盐 (FCLS) 两性离子聚合物降粘剂（XY -27） SSMA(磺化聚苯乙烯顺丁烯二酸酐钠盐） 硅氟降粘剂
• 成本低。
关键： 保持粘土颗粒旳高度分散。
2. 选土与配浆 选土 要求：至少旳土量得到最高旳粘度。 试验观察：不同旳土到达相同粘度时，用土量相差很大。
粘度 mPa.s
优质膨润土
一般粘土
劣质粘土
15 0
土量%
选择配浆土旳指标 —— 造浆率。
造浆率：每吨干土配出表观粘度为15mPa.s旳钻井液旳体 积量。
高性能水基钻井液技术特点及应用进展
2019年第8期西部探矿工程*收稿日期：2018-11-16作者简介：徐跟峰（1984-），男（汉族），山西省运城人，工程师，现从事钻井液技术服务工作。
高性能水基钻井液技术特点及应用进展徐跟峰*（大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院，黑龙江大庆163413）摘要：高性能水基钻井液（又称胺基钻井液）近年来得到国内外相关机构的广泛研究和关注。
高性能水基钻井液具有良好的抑制性、流变性和润滑性，已被广泛应用于各种特殊工艺井。
其成本远低于油基钻井液，且无毒环保，有良好的应用前景。
介绍了高性能水基钻井液的技术特点和应用进展。
关键词：高性能水基钻井液；胺基；技术特点；进展中图分类号：TE254文献标识码：B 文章编号：1004-5716(2019)08-0085-02为了进一步降低钻井液成本，减少钻井过程中的环保问题，近年来国内外学者开展了大量研究，研发出了性能好、成本低的高性能水基钻井液（又称胺基钻井液）。
其中代表性的有：Magcobar 公司的ULTRDRIL 钻井液、Chevron 公司的Desco 钻井液、Halliburton 公司的HYDROCUADR TM 钻井液、New-park 公司的Evo⁃lution 钻井液[1-3]。
高性能水基钻井液具有良好的抑制性、流变性和润滑性，已被广泛应用于各种特殊工艺井，其成本远低于油基钻井液，且无毒环保，有良好的应用前景。
1高性能水基钻井液的特点1.1稳定页岩井壁裸眼井段中，约70%的部分为页岩井段，而超过85%的井下复杂问题都是由于页岩井段失稳造成。
所以钻井液对页岩井段的稳定性是衡量其性能的重要指标。
页岩的稳定需要从力学稳定和化学稳定2个角度进行分析。
（1）力学稳定方面。
常规的超细碳酸钙等物质颗粒尺寸较大，且粒度匹配不好，不能起到良好的封堵效果。
高性能水基钻井液通过添加可变性的柔性封堵颗粒及纳米颗粒来封堵页岩微孔隙和微裂缝，从而减少滤液侵入地层后因粘土矿物水化膨胀造成的井壁失稳。
新型高效无膨润土水基钻井液体系的研究与应用
抑制 剂 Ｙ Ｓ Ｐ以非 离 子基 团 为主体 ， 效 融 Ｈ—Ｕ 有 合有 机 胺 、 金属 阳离 子 等 弱 水 化 基 团 ， 除本 身 具 有
透钻井液体系 、 聚氨基抑制钻井 液体 系 、 合成基钻 井 液体 系等 。这 些新 型 的钻 井液 体系对 解决 局部 区 域 的钻 井 问题 ， 到 了非 常 积极 的作 用 ， 为 其 它 起 也
１ 室 内研究
１１ 体 系 的主要 组成 ． １１１ 抑 制剂 Ｙ — Ｕ ．． Ｈ ＳＰ
液 领 域要 研究 解 决 的重要 课 题 。为 解决 这些 难 题 ，
到 目前 为 止 ， 内石 油 系 统各 科 研 院所 、 业 科研 国 企
部 门已经 开发 了一 系列新 的钻井 液 体 系 ， 如超 低 渗
关键词 ： 水基钻 井液体 系； 无膨 润土 ； 抑制 ； 滑 ； 气层保 护 ； 境友好 润 油 环
ｄ ｉ１．９ ９ ．ｓ．０ ８ １ ６ ．０ ０ ．１ ｏ：０３ ６ ￣ｉ ｎ１０ － ７２ ． ０ ｓ ２ １ ４ ２ １ 中图分 类 号 ：Ｅ ５ ￣ Ｔ ３ ４． ６ 文献标 志码 ： Ａ
地 区钻井提 供 了很好 的借鉴 。然而 ， 因成 本高 、 或 或
因在 某 些地 区应 用 效果 不 如意 而使 用 受 到 限制 ， 甚
很强 的抑制防塌能力外 ， 在使用过程 中与常用 聚合 物处 理剂 具有 良好 的协 同作用 。表 １中的试验 数据
能够 充分 说 明该 问题 。 表 １说 明 ， Ｈ— Ｕ Ｙ Ｓ Ｐ具 有 强 的抑 制 页 岩 分散 能
剂 能有 效地抑 制 页岩分 散 。
本课题研 制 了一 种新 型 的 ，能够有 效 提高 钻井
时效 ， 保护 油气 层 效果 良好 的无膨 润 土水 基 钻井 液