钻井液处理剂应用现状与发展

鲁政权

摘 要：钻井液体系性能的优劣取决于处理剂的质量。该文分析了现有的合成材料、天然改性材料和工业农业副产品3种主要钻井液处理剂的应用现状，通过对现有处理剂在性能和应用中存在问题进行深入分析，指出了钻井液处理剂3种发展趋势，提出应该在提升钻井液抑制性、天然性能优化、钻井液绿色化发展进行深入研究，对石油钻采工艺发展有着积极的影响。

关键词：钻井液处理剂；应用现状；发展趋势

中图分类号：TE254 文献标志码：A

钻井液是钻井施工中应用的工作流体，钻井液对于钻井作业有着重要的影响，应用性能良好的钻井液可以提升钻井质量。钻井液处理剂现阶段得到了充分的发展，综合现阶段钻井液处理剂的应用现状，探究其发展趋势，了解发展重点，对于石油钻井行业发展来说具有积极的推动作用。

1 钻井液处理剂应用现状

钻井液处理剂的主要作用就是通过向钻井液中加入化学试剂来调节其性能，钻井液处理剂根据元素构成，可以分为无机处理剂与有机处理剂2种类型。无机处理剂主要包括酸、碱、盐以及氧化物等物质，而有机钻井液主要包括了表面活性剂以及高分子聚合物等相关物质。

1.1 合成材料处理剂

合成材料处理剂主要有合成聚合物、合成树脂磺酸盐、聚醚以及胺基聚醚几种类型。分析合成聚合物处理剂可以发现，从整体上来说，合成材料处理剂多为AMPS、AM、AA等单体的二元或者多元共聚物的合成以及评价等，多数都是简单重复性研究，缺乏创新思想。

在进行胺基聚醚的研究中多数都是评价实验，没有基于钻井液的角度进行深入地研究。合成材料类别的处理剂多数都是以丙烯酸多元共聚物以及SMP为主，很少使用AMPS聚合物。而现场中大量应用的主要就是初代产品，新产品是否满足标准是研究的重点，但是没有对产品的质量以及时效性进行分析。

在国外进行合成材料的研究以及现用处理剂的品种研究较少，但是其具有一定的针对性，其主要研究的内容就是性能的优化，重视处理剂以及钻井液的形成。

1.2 天然材料改性处理剂

天然材料改性处理剂主要包括淀粉改性处理剂、纤维素改性处理剂、木质素改性处理剂、腐殖酸改性处理剂以及脂改性处理剂不同的类型。

整体上来说，国内外对天然材料改性处理剂研究主要就是基于绿色环保材料结构以及基团有环保特殊性功能的处理剂，对于材料的主体作用较为关注，其应用的范围也较为明确，具有较为显著的目的性。将钻井液的需求作为主要的发展目标，其对于天然材料改性处理剂的具体应用范围以及用量较为关注。

相对于国外来说，在国内，天然材料改性处理剂在研究中还是存在一定的差异，在生产以及应用上缺乏延续性，缺乏对环保性能的研究。

1.3 工业废料以及农业副产品改性处理剂

工业废料以及一些农业加工副产品是制备钻井液的重要材料，具有价格低廉的特征，在处理剂的制备研究中应用具有较为重要的作用。现阶段，废泡沫、丙烯酸酯等是主要的原料，主要就是通过乳液聚合制备形成封堵微裂缝的胶乳护理材料，抗温高达200 ℃，具有良好的效果。

一些根据废油脂改性形成的产品具有良好的抗温抗盐等特征，主要就是以废动物油、反应产物以及废油等为原材料。其中通过废弃植物油脂以及小分子醇类进行酯交换或者酯化反应而生产长链的脂肪酸值，通过与表面活性剂进行配合可以形成一种无毒植物的油钻井液润滑剂。

应用地沟油以及二乙二醇为主要原材料进行酯交换反应可以形成直链酯类的产物，在进行硫化反应之后可以与石墨复配获得无毒、具有弱荧光钻井液的润滑剂；应用废机油，进行磺化处理，通过表面活性剂复配制备处理，就可以形成一种钻井液，此种类型的钻井液具有抗高温以及抑制、降滤失以及井壁稳定能力相对较强的特征优势，具有多功能的特征。同时，应用油脂类的加工肥料，在对其进行提纯以及处理时可以获得具有生物降解特征的润湿剂。

现阶段，在国际上工业废料以及一些农林加工副产品为原材料的钻井液以及相关处理剂制备相对较为成熟。随着各种技术手段的成熟，在绿色环保的理念下，我国对工业废料以及农林加工的副产品改性处理剂的研究也相对较多，发展势头显著。

2 钻井液处理剂发展趋势

2.1 提升钻井液抑制性

在技术手段不断成熟进步的过程中，钻井液中的膨润土以及低密度固相含量的控制水平在不断地提升。而随着钻井液的抑制性在不断地提升，膨润土造成的钻井液黏度升高、切力提升以及流变性不佳的问题逐渐有所控制，在实践中降黏剂的应用数量不断地减少。

从提升钻井液抑制性的角度出发，不断开发应用钻井液的抑制性化合物，提升钻井液的性能，增强基团热稳定性、水解稳定性及良好的吸附性以及水化能力。

在今后的发展过程中，增黏剂、提切剂等主要就是通过处理剂分子与固相颗粒、处理剂与黏土的有效吸附方式形成一种空间的网架结构，进而提升钻井液的剪切稀释性，优化钻井液的触变性以及黏度，凸显钻头水功率优势。

2.2 天然性能优化

改变天然材料的吸附基以及水化基团的性质与数量，提升钻井液应用效果，利用结构重排、分子修饰等方式体征处理剂整体的热稳定性，可以达到延长应用周期，扩大应用范围的效果。利用天然材料的水解以及降解反应，制备生产处理剂，开发研究低成本以及绿色环保的处理剂是今后的热门。

工业肥料以及一些农业加工副产品的二次开发与利用，是一种绿色环保，资源化的产品模式，通过利用这些原材料开发研究新型低成本的处理剂，可以在完善现有的处理剂性能基础之上，利用不同程度的分离、纯化以及化学反应制作形成不同类型的产品。

2.3 钻井液绿色化发展

应用天然物质的新型钻井液处理剂是今后发展的重点，也是经济、技术以及环境发展的有效集合。从整体上来说，我国钻井液处理剂以及钻井液系统的研究具有性能单一、成本较高，工艺手段较为复杂等问题。

而为了使钻井液处理剂向着环保的方向发展，现阶段，在钻井液的研究中重点研究内容是天然材料，也对传统技术手段进行了深化改革，提升整体的性价比，要开发新型的钻井液处理剂材料，系列化产品改革，进行基础理论研究，开发研究高校高纯度的环保钻井液处理剂，推动科研成果的转化，将钻井液的开发研究与环保有效融合，推动石油钻采工业的持续发展。

3 结语

分析钻井液处理剂的应用现状、发展趋势与特征，了解钻井液的应用要点与重要性，对于石油钻采工业的发展来说具有一定的推动作用。绿色环保、天然改性材料是钻井液发展的重点，要提升整体性能，进而为石油钻采工业开展奠定基础。

参考文献

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