常曉旭 張永軍 李彬

【摘 要】近年來，隨著油基鉆井液在頁巖氣水平井及強水敏性地層的應用，油基鉆井液處理劑也有了快速發(fā)展，短短幾年內就研發(fā)出油基鉆井液乳化劑、降濾失劑、增黏劑和封堵劑等處理劑，使我國油基鉆井液技術逐步趨于成熟。本文現(xiàn)就鉆井泥漿處理劑的類型及應用情況作一個簡要的介紹，為這些處理劑的合理應用提供參考。

【關鍵詞】油井鉆探；泥漿處理劑；應用趨勢

自上世紀七十年代以來，為滿足鉆井液性能維護處理需要和保證在復雜條件下能夠安全、順利鉆井，我國鉆井液處理劑的研制與應用越來越受到重視，并逐步實現(xiàn)了專用處理劑由國外引進到自主研發(fā)的轉變，尤其是聚合物處理劑的研發(fā)與應用奠定了低固相不分散鉆井液的發(fā)展基礎。八十年代以后，定向井、叢式井、水平井、調整井逐漸增，鉆井條件變得更加惡劣，而勘探開發(fā)對鉆井過程中地質資料錄取、油氣層保護、固井質量的要求卻更高更更嚴格。泥漿是鉆井技術的重要組成部分。為了優(yōu)質、高效、快速鉆達目的層，滿足勘探、開發(fā)、鉆井工程的需要，我國泥漿處理劑一直以較快速度發(fā)展，目前已經形成我國自已的泥漿處理劑系列。本文現(xiàn)就鉆井泥漿處理劑的類型及應用情況作一個簡要的介紹，為這些處理劑的合理應用提供參考。

一、鉆井泥漿處理劑的分類

為了保證鉆井泥漿的穩(wěn)定性和調整泥漿的各種工藝性能，以適應各種情況下的鉆井要求，泥漿中使用著各種各樣的化學處理劑（泥漿添加劑）。隨著鉆井工藝向高速優(yōu)質、超深井、海洋和復雜地層發(fā)展，泥漿體系不斷發(fā)展，泥漿處理劑的種類也在不斷的增加和更新。目前，美國的泥漿處理劑已經超過3000種。按處理劑的化學組成，可將其分為無機處理劑、有機高分子處理劑和表面活性劑三大類。按處理劑在泥漿中所起作用不同，可將泥漿處理劑分為以下十六類：（1）堿度和pH控制劑；（2）殺菌劑；（3）除鈣劑；（4）腐蝕抑制劑；（5）消泡劑；（6）乳化劑；（7）降失水劑；（8）絮凝劑；（9）起泡劑；（10）堵漏材料；（11）潤滑劑；（12）頁巖穩(wěn)定劑；（13）表面活性劑；（14）降粘劑和分散劑；（15）增粘劑；（16）加重劑。

二、鉆井泥漿處理劑的應用趨勢

我國目前擁有的泥漿處理劑共有16類260個品種。綜合分析幾十年來國內泥漿處理劑的應用情況，可發(fā)現(xiàn)其中的四個主流趨勢：

（一）業(yè)界始終秉承“進一步滿足勘探、開發(fā)、鉆井需要”這一目標來研究泥漿處理劑，在借鑒國外已有研究成果基礎上不斷在努力開發(fā)本土產品

四十多年來，我國僅從國外引進極少量泥漿處理劑（不足千噸）.靠自己的力量不斷地研制各種處理劑，滿足了生產的需要。研究工作基本上可分為兩個階段。八十年代以前主要是追隨國外的泥漿處理劑技術，引用其它行業(yè)的化工產品或仿制國外的泥漿處理劑。八十年代以后，除繼續(xù)追蹤國外先進泥漿處理劑如解卡劑、磺化瀝青、無螢光潤滑劑、層狀金屬氫氧化物、有機硅等之外，開始研究泥漿處理劑作用機理，以自行設計并研制新型的泥漿處理劑，如兩性離子聚合物、小陽離子聚合物、高改浙青、聚丙烯酸鉀、水解聚丙烯腈鈣鹽、鉀鹽等。

（二）泥漿處理劑品種以較高速度發(fā)展，不斷滿足勘探、開發(fā)、鉆井工程的需要

五十年代初期我國僅使用四類6種泥漿處理劑（單寧、揭煤、燒堿、純堿、重晶石、土粉），到1978年發(fā)展為十三類。進入八十年代后，勘探領域擴大.對泥漿技術的要求提高，泥漿處理劑無論品種或用量均以高速度發(fā)展。目前已有十六類共260種產品。十六類產品中發(fā)展最快的有八類，即頁巖抑制劑降濾失劑、潤滑劑、降粘劑、堵漏劑、增粘劑、消泡劑、解卡劑，產品用量也在不斷增加。就目前來看，國內的泥漿處理劑無論品種還是產量基本可滿足當前石油勘探、油品開發(fā)以及鉆井施工的需要。

（三）產品結構逐步變得多樣化

我國使用和研制的泥漿處理劑，在化學結構上已開始從單一化合物、均聚物向共聚物、接枝產品發(fā)展，從主要使用天然產品和改性天然產品向合成產品或天然與合成產品結合方向發(fā)展，從僅使用高聚物鈉鹽向具有更強抑制性能的高聚物鉀鹽、鈣鹽、銨鹽方向發(fā)展，從僅使用陰離子或非離子聚合物向兩性離子聚臺物、陽離子聚合物方向發(fā)展。泥漿處理劑防塌、降濾失、降粘、增粘、潤滑等效能不斷提高，萬米進尺泥漿處理劑總用量在逐步下降。

三、當前應用趨勢下存在問題

當前鉆井泥漿處理劑的宏觀應用趨勢是好的，但是細細分析，其中還存在一些問題：

（一）品類缺乏獨創(chuàng)性

以天然產物為原料的處理劑，在品種上大多追隨國外，獨創(chuàng)少，未有突破性進展。合成的處理荊發(fā)展較快，已有一些新突破.但單體供應和價格限制了新穎高效產品的合成，已合成的難以為油田所接受例如抗鹽、抗高鈣、抗高溫的降濾失劑、降粘劑及增粘劑產品的性能仍不如國外產品。必須加快泥漿處理劑作用機理的研究.查明處理劑分子結構、官能團與泥漿性能之間的關系，開發(fā)價格適宜的新單體，創(chuàng)新我國泥漿處理劑系列，以形成我國自已的先進的泥漿體系。

（二）亟待研發(fā)高效能的處理劑

勘探領域的擴大，調整井和特種工藝井如定向井、叢式井、水平井、小井眼井的增多，鉆井新技術的發(fā)展.均對泥袋技術提出了現(xiàn)有泥漿處理劑不能全面滿足的新要求。必須研制效能更高的處理劑，例如具有強封堵作用的無螢光防塌劑，化學固壁劑，對付易膨脹強分散地層的強抑制劑，聚合物泥漿泥餅質量改善劑，適用于不同井溫不同類型油氣層的完井液處理劑和屏蔽哲堵劑，低傷害的或投產后自行解堵的堵漏劑，封堵大裂縫和溶洞的堵漏劑，使用氧化鐵礦粉加重的深井超高密度重泥漿鉆進時的解卡劑，與陽離子聚合物泥漿、兩性離子聚合物泥漿、正電膠泥漿配套的處理劑、高效潤滑劑、長效消泡劑等。

（三）產品的環(huán)保性能亟待提高

目前我國針對工業(yè)領域的環(huán)保整頓力度不斷加大，環(huán)保要求較之以前來說有過之而無不及。一些處理劑和泥漿體系如木質索磺酸鐵鉻鹽、腐殖酸鉻、油包水泥漿、油基解卡劑、油基潤滑劑、氯化鉀、氯化鈉等的使用受到限制，泥漿處理要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就必須推出對環(huán)境無污染或能迅速完成生物降解的處理劑，尤其是要加大無毒的降粘劑、降濾失劑、防塌劑、潤滑劑、解卡劑、乳化劑、消泡劑等的研發(fā)力度，研制能生物降解的無毒合成液體及用于配制合成泥漿的主乳化劑、輔助乳化劑、降濾失劑、增粘劑、降粘劑、堵漏劑等，并研制處理廢水、廢泥漿用的各種化學劑如固化劑等。

（四）泥漿處理劑的質量有待提高

目前全國現(xiàn)有的泥漿處理劑合格率較低，急需采取有效措施加強技術監(jiān)督，改進生產工藝，不斷強化質量管理，同時還要根據市場價格規(guī)律和產品等級確定一套科學的價格區(qū)間，以高質量和最優(yōu)價格惠及目標客戶群。

四、結束語

國外鉆井液處理劑經過80年代的發(fā)展高潮以后，逐漸進入穩(wěn)定期，亦即技術成熟期。盡管我國鉆井液處理劑正逐步趕上國際先進水平，但與國外油田技術服務公司相比仍然存在一些差距，尤其是隨著鉆遇地層日益復雜，深井超深井、深水油氣井、非常規(guī)井等越來越多，為更好地滿足復雜情況下鉆井施工對鉆井液的要求，仍然需要不斷完善已有鉆井液處理劑的性能并研制新型處理劑。

【參考文獻】

[1]王崇剛.石油鉆井泥漿處理技術優(yōu)化[J].云南化工，2017，44（12）：79-80.

[2]徐同臺，王奎才，門廉魁.我國石油鉆井泥漿處理劑發(fā)展狀況與趨勢[J].油田化學，1995（01）：74-83.

[3].石油鉆井泥漿處理劑[J].林化科技，1977（06）：63-65.