文章编号：1001-5620（2011）06-0067-10
钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势
孙金声， 张希文
（中国石油集团钻井工程技术研究院，北京）
摘要 介绍了国外钻井液技术的新进展，包括井壁稳定、防漏堵漏、抗高温钻井液、提高机械钻速的钻井液、低密度钻井流体、大位移井钻井液、储层保护、绿色钻井液等技术，以及“十一五”期间中国钻井液技术的主要成果，分析了当前钻井液技术面临的主要挑战及“十二五”发展需求，并讨论了钻井液技术的发展趋势。关键词 钻井液；现状；发展趋势；综述中图分类号：TE254.3 文献标识码：A
近年来，钻井液在保障钻井井下安全、稳定井
壁、提高钻速、保护储层等方面的作用日益突出，
但随着当前复杂地层深井、超深井及特殊工艺井越
来越多，人们对钻井液技术提出了更高的要求。为
此，国外开展了大量的应用基础理论和新技术研究，
取得了一系列的研究成果和应用技术，而“十一五”
期间中国钻井液技术也取得了较大进展，但与国外
相比仍有差距。因此，为了更好地为钻井作业提供
优质高效的钻井液技术，同时也为中国“十二五”
钻井液技术发展方向提供科学依据，概述了钻井液
技术现状、挑战、需求与发展趋势。
1 国外钻井液技术新进展
1.1 井壁稳定技术
1.1.1 高性能水基钻井液技术
国外各大钻井液公司均研发了一种在性能、费
用及环境保护方面能替代油基与合成基钻井液的高
性能水基钻井液（HPWM），其典型配方如下。
（2%～4%）聚胺化合物+（1%～2%）铝酸盐络合
物+（2%～4%）钻速提高剂+（2%～3%）聚合物（可
变形封堵剂）+（0.2%～0.4%）改性淀粉+（0.15%
～0.3%）XC+（0.1%～0.2%）PAC
代表性技术有M-I公司的ULTRADRIL体系、哈利伯顿白劳德公司的HYDRO-GUADRTM体系[1-2]。
该钻井液体系中，聚胺盐的胺基易被黏土优先
吸附，促使黏土晶层间脱水，减小水化膨胀；铝酸
盐络合物进入泥页岩内部后能形成沉淀，与地层矿
钻井液技术发展历史及未来趋势
2014-08-14 能源情报 文/蔡利山 中国石化石油工程技术研究院
钻井液技术的发展与钻井工程的技术需求不可分割，从 20 世纪初始以自然造浆方式进行钻探作业到今天专业化多功能的钻井流体的广泛应用（各种钻井液体系的应用情况详见表 1），时间经过了大约 1 个世纪。在此期间，钻井液工艺和材料一直在不断发展。由于理论与手段（甚或思维方式）的局限性，其发展过程可能会出现反复，发生技术革命的因素正在积累，但最终的突破点在哪里，目前仍显得扑朔迷离。
从表 1 可以看出三大特点：一是应用于特定环境下的特种钻井流体，如气基、泡沫、盐基流体等，这类技术自出现以后一直应用至今；二是效果稳定、操作简单的体系一直在沿用，如油基钻井液；三是具有持续技术传承的体系，如聚合物及其衍生体系，就目前的发展情况看，由于新材料研发因素的支撑，可能是最具生命力的一个领域。
从本质上讲，钻井液的功能实际上有两个：一是保持井壁稳定，以确保井眼在钻达设计深度之前，上部裸眼井段几何形状的变化不会影响正常的钻进作业；二是及时高效地将钻头破碎的岩屑携带至地面，以保持井筒清洁。除此之外的所有功能都是钻井液的衍生或附加功能，从钻井工程的性质看，保持已钻成井眼的稳定是第一位的，没有这一基础，与钻井工程有关的所有技术环节都无从谈起。鉴于此，围绕井壁稳定需求进行的技术探索从未停止过，相关研究多集中在钻井液体系、工艺材料、应力平衡技术以及能量变化对井壁稳定性影响的研究等方面。
1 钻井液体系的研究
这方面的研究一直是重点，且较为活跃。
1.1 钾基聚合物体系
为了尽可能发挥高价金属离子的化学抑制作用，在钻井液中常常同时加入
KCl 和石灰（CaO），以利用 Ca2＋稳定矿物晶格的能力，这种体系国外被称为钾钙基或钾石灰聚合物体系。
国内的高钙盐体系于 2000 年前后开始投入现场应用，其特点是采用抗钙能力很强的聚合物助剂与 CaCl2共同形成 Ca2＋高于 1000mg/L（滤液）的稳定钻井液体系。考虑到成本因素，现场维护时滤液中的 Ca2＋通常保持在
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钻井液技术发展面临的问题及趋势研究
作者：任艳
来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第02期
摘 要：钻井液技术是石油工程体系中不可缺少的内容，是对异常高温、高压环境进行技术处理的体系，并以井壁稳定技术为核心要素，在我国的深水钻井液技术发展进程中，相较于国外发达国家而言还处于初始阶段，面临技术上的问题，要关注钻井液技术的发展趋势，更好地实现我国钻井液技术的问题解决。
关键词：钻井液技术；发展；问题；趋势
面对我国石油工程领域的钻井工程需求，钻井液技术由最初的自然造浆逐渐发展到钻探作业，再到现今的钻井流体的专业化应用，可以看到钻井液技术在不断发展和成熟，然而由于理论、手段等方面的不足，钻井液技术的发展还存在一些发展中的问题，钻井过程中的井壁稳定问题尤其突出，要加以突破和完善。
1 钻井液技术应用体系方面的研究
1.1 钾基聚合物体系
这是在钻井液之中添加KCl和石灰，它们具有较强的抗钙能力，可以更好地稳定钻井液体系，提升化学抑制能力和化学防塌能力。
1.2 阳离子体系
阳离子基团不仅可以有序地吸附黏土上的矿物晶层，而且还可以排挤吸附的水分子，产生去水效应，有效地增强钻井液的防塌能力。
1.3 正电钻井液体系
正电钻井液是完全阳离子化的体系，主要是以钻屑为主的负电性物质的损耗，然而与之相匹配的正电助剂尚未成熟，这就使该体系的发展受到较大的限制，难以实现长远的应用实践。
1.4 KCl—聚胺强抑制体系
它是以聚季胺为主的小分子型强抑制剂，对于环境的污染性影响较小，因而得到广泛的使用，聚醚胺类抑制剂可以与无机盐产生良好的配伍效应，极大地增强钻井液的化学防塌抑制能力。 龙源期刊网
1.5 硅酸盐体系
文章编号：1001-5620（2011）06-0067-10
钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势
孙金声， 张希文
（中国石油集团钻井工程技术研究院，北京）
摘要 介绍了国外钻井液技术的新进展，包括井壁稳定、防漏堵漏、抗高温钻井液、提高机械钻速的钻井液、低密度钻井流体、大位移井钻井液、储层保护、绿色钻井液等技术，以及“十一五”期间中国钻井液技术的主要成果，分析了当前钻井液技术面临的主要挑战及“十二五”发展需求，并讨论了钻井液技术的发展趋势。关键词 钻井液；现状；发展趋势；综述中图分类号：TE254.3 文献标识码：A
近年来，钻井液在保障钻井井下安全、稳定井
壁、提高钻速、保护储层等方面的作用日益突出，
但随着当前复杂地层深井、超深井及特殊工艺井越
来越多，人们对钻井液技术提出了更高的要求。为
此，国外开展了大量的应用基础理论和新技术研究，
取得了一系列的研究成果和应用技术，而“十一五”
期间中国钻井液技术也取得了较大进展，但与国外
相比仍有差距。因此，为了更好地为钻井作业提供
优质高效的钻井液技术，同时也为中国“十二五”
钻井液技术发展方向提供科学依据，概述了钻井液
技术现状、挑战、需求与发展趋势。
1 国外钻井液技术新进展
1.1 井壁稳定技术
1.1.1 高性能水基钻井液技术
国外各大钻井液公司均研发了一种在性能、费
用及环境保护方面能替代油基与合成基钻井液的高
性能水基钻井液（HPWM），其典型配方如下。
（2%～4%）聚胺化合物+（1%～2%）铝酸盐络合
物+（2%～4%）钻速提高剂+（2%～3%）聚合物（可
变形封堵剂）+（0.2%～0.4%）改性淀粉+（0.15%
～0.3%）XC+（0.1%～0.2%）PAC
代表性技术有M-I公司的ULTRADRIL体系、哈利伯顿白劳德公司的HYDRO-GUADRTM体系[1-2]。
该钻井液体系中，聚胺盐的胺基易被黏土优先
吸附，促使黏土晶层间脱水，减小水化膨胀；铝酸
盐络合物进入泥页岩内部后能形成沉淀，与地层矿
