钻井液的三大家族

■ 敏锐

钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液按分散介质（连续相）可分为水基钻井液、油基钻井液、气体型钻井流体等。钻井液主要由液相、固相和化学处理剂组成。液相可以是水（淡水、盐水）、油（原油、柴油）或乳状液（混油乳化液和反相乳化液）。固相包括有用固相（膨润土、加重材料）和无用固相（岩石）。化学处理剂包括无机、有机及高分子化合物。

1水基钻井液

水基钻井液是一种以水为分散介质，以黏土（膨润土）、加重剂及各种化学处理剂为分散相的溶胶悬浮体混合体系。其主要组成是水、黏土、加重剂和各种化学处理剂等。加重剂是用于控制地层压力、防止地层坍塌、地层涌水、井喷和调整泥浆密度的一种材料，以重晶石用量最大，其他有铅粉、氧化铁、碳酸钙等。

水基钻井液发展基本经历了六个阶段，即天然钻井液（1904～1921年）、细分散钻井液（1921～1946年）、粗分散钻井液（1946～1973年）、不分散低固相钻井液（1966年至今）、无固相钻井液（1968年至今）、聚合物钻井液（1978年至今）阶段等。

水基钻井液还可分为：淡水钻井液，氯化钠含量低于10mg/cm3，钙离子含量低于0.12mg/cm3；盐水钻井液（包括海水及咸水钻井液），氯化钠含量高于10mg/cm3；钙处理钻井液，钙离子含量低于0.12mg/cm3；饱和盐水钻井液，含有一种或多种可溶性盐的饱和溶液；混合乳化（水包油）钻井液，含有3%～40%乳化油类的水基钻井液；不分散低固相聚合物钻井液，固相含量低于4%，含有适量聚合物；钾基钻井液，氯化钾含量高于3%，1978年以来开始在我国钻井现场使用；聚合物钻井液是以聚合物（如聚阴离子纤维素、羧甲基纤维素等）为主体，配以降黏剂、降滤失剂、防塌剂和润滑剂等多种化学处理剂的钻井液。聚合物钻井液是20世纪80年代发展起来的一种新型钻井液体系，包括阳离子聚合物钻井液、两性离子聚合物钻井液、全阳离子聚合物钻井液、深井聚合物钻井液和正电胶钻井液等。

2油连续相钻井液

习惯称为油基钻井液，是一种以油（主要是柴油或原油）为分散介质，以加重剂、各种化学处理剂及水等为分散相的溶胶悬浮混合体系。其主要组成是原油、柴油、加重剂、化学处理剂和水等。它基本经历了原油钻井液（1930年初）、油基钻井液、油包水（反相乳化）钻井液（1960年至今）等三个阶段。

原油钻井液，主要成分是原油。油基钻井液以柴油（或原油）为连续相，以氧化沥青为分散相，再配以加重剂和各种化学处理剂配制而成。而油包水（反相乳化）钻井液以柴油（或原油）为连续相，以水为分散相，呈小水滴分散在水中（水可占60%的体积），以有机膨润土（亲油膨润土）和氧化沥青等为稳定剂，再配以加重剂和各种化学处理剂等配制而成。1978年以来开始在我国钻井现场使用。

3气体型钻井流体

气体钻井液是以空气或天然气作为钻井循环流体的钻井液。泡沫钻井液是以泡沫作为钻井循环流体的钻井液。主要组成是液体、气体及泡沫稳定剂等。20世纪80年代，我国标准化委员会钻井液体系分委会把钻井液分为：不分散低固相聚合物钻井液、淡水钻井液、盐水钻井液、饱和盐水钻井液、钙处理钻井液、钾基钻井液、油基钻井液、气体钻井液等八大体系。

API(美国石油学会)及LADC(国际钻井承包商协会)认可的钻井液体系如下：不分散钻井液体系，分散性钻井液体系，钙处理钻井液体系，聚合物钻井液体系，低固相钻井液体系，饱和盐水钻井液体系，修井完井钻井液体系，油基钻井液体系和空气、雾、泡沫和气体体系。