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钻井液常⽤处理剂的作⽤机理（⼀）概要钻井液常⽤处理剂的作⽤机理（⼀）钻井液处理剂⽤于改善和稳定钻井液性能,或为满⾜钻井液某种性能需要⽽加⼊的化学添加剂。
处理剂是钻井液的核⼼组分，往往很少的加量就会对钻井液性能产⽣很⼤的影响。
钻井液原材料和处理剂的种类品种繁多，为了使⽤和研究⽅便将按其功能进⾏分类。
根据2006年API钻井液处理剂分类⽅法，将钻井液处理剂分为降滤失剂、增粘剂、乳化剂、页岩抑制剂、堵漏材料、降粘剂、腐蚀抑制剂、表⾯活性剂、润滑剂/解卡剂、加重剂、杀菌剂、消泡剂、泡沫剂、絮凝剂、除钙剂、pH控制剂、⾼温稳定剂、⽔合物控制剂。
共计18类。
其中润滑剂/解卡剂合并，另外增加了⽔合物控制剂我国钻井液标准化委员会根据国际上的分类法，并结合我国的具体情况，将钻井液配浆材料和处理剂分为16类，分别为粘⼟类、加重剂、碱度控制剂、降滤失剂、降粘剂、增粘剂、页岩抑制剂、絮凝剂、润滑剂、解卡剂、杀菌剂、缓蚀剂、乳化剂、堵漏剂、发泡剂、消泡剂。
这16类处理剂所起的作⽤不同，但在配制和使⽤钻井液是，并不同时使⽤这些处理剂，⽽是根据现场需要选择其中的⼏种。
下⾯对这16种处理剂进⾏介绍。
1 粘⼟类粘⼟的本质是粘⼟矿物。
粘⼟矿物是细分散的含⽔的层状硅酸盐和含⽔的⾮晶质硅酸盐矿物的总称。
粘⼟矿物是整个粘⼟类⼟或岩⽯的性质，它是最活跃的组分。
晶质含⽔的层状硅酸盐矿物：⾼岭⽯、蒙脱⽯、伊利⽯、绿泥⽯等；含⽔的⾮晶质硅酸盐矿物：⽔铝英⽯、硅胶铁⽯等。
1.1 粘⼟矿物的两种基本构造单元1.1.1 硅氧四⾯体与硅氧四⾯体晶⽚硅氧四⾯体：有⼀个硅原⼦与四个氧原⼦，硅原⼦在四⾯体的中⼼，氧原⼦在四⾯体的顶点，硅原⼦与各氧原⼦之间的距离相等，其结构见右图。
图1硅氧四⾯体结构硅氧⾯体晶⽚：指硅氧四⾯体⽹络。
硅氧四⾯体⽹络由硅氧四⾯体通过相临的氧原⼦连接⽽成，其⽴体结构见右图。
图2 硅氧四⾯晶⽚结构图1.1.2 铝氧⼋⾯体与铝氧⼋⾯体晶⽚铝氧⼋⾯体：六个顶点为氢氧原⼦团，铝、铁或镁原⼦居于⼋⾯体中央(如右图所⽰)。
钻井液性能要求及处理剂类型和作用一般而言，煤田地质勘探采用金刚石绳索取芯钻进在稳定岩层可使用清水作钻井液。
而对各种不稳定岩层,如各种水敏岩层、破碎岩层、特别是对于深孔、长孔段的不稳定岩层,则必须采用泥浆作钻井液。
由于金刚石岩心钻探内外管间隙小、钻头转速高、钻头价格贵,因此对泥浆提出了一些特殊要求。
金刚石绳索取芯钻进用钻井液，主要要求润滑性、流变性、滤失性、固相含量等项指标。
并据此来选择钻井液类型、添加剂种类和工艺措施。
金刚石钻进要求钻井液有好的润滑性是不言而喻的。
为发挥钻头的破岩效率，特别是使用孕镶钻头，要求高转速，只有泥浆润滑性能好，才能减少钻头磨损，提高钻头进尺；减少钻杆磨损和钻杆折断事故，降低功率消耗。
不管用清水还是用泥浆作钻井液，都要重视其润滑性指标。
为保护孔壁和有效排除钻屑，要求钻井液有较好的流变性。
以前用漏斗粘度来衡量流动性能是不够的。
金刚石钻探的特点，要求钻井液通过小间隙处流动阻力小，即粘度小；而在大断面处粘度高，对孔壁冲刷小。
我们在金刚石绳索取芯钻探中应用流变学的理论解决生产实际问题，选择流变性能好的泥浆，取得较好满意的效果。
要使泥浆有较好的护壁能力，必须注意其滤失性能。
失水量过大是造成泥页岩，盐类地层、破碎地层的膨胀、溶蚀、剥蚀、坍塌的主要根源。
在这些地层要求失水量低,金刚石钻进环空间隙很小，泥饼厚度过大是很不利的。
此外，滤液的成分对护壁有重要影响。
滤液中含有盐类离子、高分子材料等抑制性成分，即使失水量大一些，护壁能力也很好。
因此，对滤失性能要注意失水量、泥饼厚度及滤液成分三个方面。
为控制失水常加入多种降失水剂。
固相含量过高，尤其是钻屑含量过高，给钻进工作带来很多问题，如钻速下降、钻头寿命降低，设备磨损加快、孔内事故多。
固相含量的多少和类型，直接影响到钻井液的流变性、滤失性和润滑性。
煤田金刚石绳索取钻进通常用低固相泥浆，固相含量可由比重观测。
一般要求固相含量(体积)在4%以内，泥浆比重在1.06以下。
钻井液处理剂类型及钻井液配方用途综述一处理剂类型和作用1、人工钠土我国钙搬土资源非常丰富，我们的科研人员研制成人工钠搬土，建立了生产车间生产流水线，将钙搬土加工活化变成完全符合标准的钠搬土，其性能已能赶上美国商品土的指标，如表l所示。
现在已经投产可以大量供应商品土，价格比国际市场价格低廉。
比用钙土粉在现场改性价格便宜而性能优越。
如表2所示：表1国家粘度计读数R600 动塑比YP／PVAPI失水FLAPI规范>30 <3 <13.5 MIL GEL(美) 53.4 1.64 12.4 MAGCO GEL(美) 118.6 3.6 12.6 KONIGE一3V(日) 59 1.8 12.3 中国NaViL 50 1.7 9.5(注：动塑比及失水为更重要的指标)表2产地搬土类型粘度计读数R600视粘度AV动塑比YP／PV失水量FL山东钙土加碱23.6 11.8 1.36 15.4 高阳人工钠±30.6 15.3 2.36 10 山东钙±加碱 20.6 10.3 1.38 18 付马营人工钠土5O 25 1.70 9.5我国还有极为丰富的海泡土及凹凸棒土资源，经加工其成品质量已达到标准。
这两种土可用于高温地热井，盐类地层钻井及海上钻井。
2，润滑剂：金刚石钻进使用的润滑剂，除使用传统的皂化溶解油，太古油外，还有癸脂酸钠，松香酸钠等，如：RY特效润滑剂，是当前使用较理想的金刚石钻探润滑剂，属于阴离子表面活性剂。
3、聚丙烯酸盐类处理剂：不分散低固相泥浆中采用的一种双作用的泥浆处理剂～选择性絮凝剂：对无用固相絮凝，而对有用固相增效。
理想的选择性絮凝是不易达到的。
但是我们选用聚丙烯酸盐类处理剂，在钻探实践中收到良好的技术经济效益。
具有流变性好、防塌，润滑性好等优点。
其中：部分水解聚丙烯酰胺（PHP）：本产品为白色或淡黄色粉末，水溶性好，能抑制泥页岩的水化作用和提高钻井液的粘度，是钻井液用强力包被剂。
国内钻井液及处理剂综述作者：陈伟来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第05期摘要：钻井液作为油田勘探开发重要试剂，在我国应用中经过了起步、发展、完善和提高等阶段，本文就结合国内钻井液应用情况，对钻井液处理剂最新研究成果等进行了研究，从而对国内钻井液及处理剂应用进行了综述。
关键词：钻井液；处理剂；应用情况钻井液是钻井工程重要辅助试剂，良好的钻井液性能可改善钻井状况、提升钻井效率、减少井下复杂事故，对提高钻井成效具有重要作用。
处理剂是钻井液核心内容，发展必然会推动钻井液性能提高。
因此，有必要结合钻井液应用发展，对钻井液处理剂最新应用进行探究。
1 钻井液应用情况1.1 钻井液应用起步阶段从上世纪60年代起，我国钻井中钻井液技术开始应用，主要是采用CMC纤维素、纯碱、烧碱、腐殖酸等材料，缺乏专业化处理剂，材料品种较少，钻井液整体性能较差，需要频发维护，对储层污染和伤害较大。
随后借助淀粉等材料，应用了分散型钻井液体系，形成了水解聚丙烯、SAS等钻井液体系，特别是PAM和HPAM应用后，实现了由钙处理、不分散处理向分散处理转变。
1.2 钻井液应用发展阶段上世纪80年代中期后，以SMP、SMC、SMT为代表的“三磺”体系逐步完善，减少了深井井下复杂状况，而HPAM应用后利用不同分子质量和水解度，缓解了劣质固相含量高等难题，并通过包被、井壁稳定性维护等，促进了低固相不分散钻井液体系技术应用水平的提高，提升了钻井液抗温性、抗盐性、流变性、润滑性和抗滤失性，满足了盐膏层等岩层钻井开发需要，为优快钻井提供了技术支撑。
这一阶段，还研究出了油基钻井液，突破了水敏岩层、页岩储层钻井难题。
1.3 钻井液应用完善阶段上世纪90年代后，我国通过相对分子质量优化、基团类型和比例调整等，完善了聚合物、沥青改性、正电胶钻井液等类型，增强了钻井液低密度固相和膨润土控制性，以及防堵防漏和低储层伤害性。
1.4 钻井液应用提高阶段进入本世纪后，立足提升护壁性、抑制性等性能，加大了AMPS等处理剂研究，抑制性、高温高密度型、深水钻井液技术等都取得进步，满足了不同类型储层开发需要。
石油钻井液处理规范在石油工业中，钻井液是一项非常重要的技术，它不仅用于提高钻井效率，还能保障井下作业安全。
为了确保钻井液的有效处理和使用，各行业都制定了相应的规范和标准。
本文将详细介绍石油钻井液处理的规范。
一、钻井液的概述石油钻井液是指在钻井作业过程中，向井筒注入的一种专门制备的液体，它具有降温、清洁井筒、润滑钻杆、控制井壁稳定、悬浮钻井屑等多种功能。
钻井液的处理不仅要符合环境要求，还要满足井下作业的需求，因此需要制定相应的规范。
二、钻井液的处理流程1. 钻井液的调配钻井液的调配是指按照一定的配方，将所需的各种化学物质加入水中，形成一种适合井下作业需求的钻井液。
调配过程中应注意控制各种化学物质的质量比例，确保钻井液的性能稳定。
2. 钻井液的净化钻井液在使用过程中会受到污染，因此需要进行净化处理。
净化处理包括机械过滤、离心分离和化学处理等步骤。
机械过滤主要用于去除大颗粒的固体颗粒物；离心分离可去除较小颗粒的固体颗粒物；化学处理则是通过添加特定的化学剂来除去溶解性污染物。
3. 钻井液的调整钻井液在井下作业过程中需要根据井况的变化进行调整。
调整包括控制钻井液的密度、黏度、润滑性等性能参数，以适应井下作业的需求。
三、钻井液处理规范为了确保钻井液的有效处理和使用，各行业制定了一系列的规范和标准。
以下是常见的钻井液处理规范：1. 钻井液的组成和性能要求规定钻井液应包含的化学物质和各种参数的限值，以确保钻井液的性能满足井下作业的需求。
2. 钻井液的处理流程要求规定钻井液的处理流程，包括调配、净化和调整等步骤，要求各步骤的操作规范和要求。
3. 钻井液处理设备的选择和使用规定钻井液处理设备的选择和使用，包括离心机、过滤器、搅拌器等设备，要求其能满足处理的要求，并符合安全规范。
4. 钻井液处理过程的监测和控制规定对钻井液处理过程进行监测和控制，包括对各种参数的实时监测和调整，确保钻井液的质量和性能稳定。
5. 钻井液处理的安全要求规定钻井液处理过程中的安全要求，包括对化学物质的储存和使用、设备的安全操作等方面的规定，以确保人员和设备的安全。
云南化工Yunnan Chemical Technology
Mar.2018 Vol.45，No.3
2018年3月第45卷第3期
钻井液处理剂是指在钻井液配制和处理过程中所用的化学剂。
20世纪70年代以来，很多处理液在钻井液中得到广泛的应用；80年代，形成了以80A5-1增粘剂为主导的稳定剂，在钻井液工艺上取得了较大发展；到了九十年代，研发出以FA367作为代表的两性离子聚合物，并引起人们对阳离子的处理剂进行深入研究，只是因为缺乏配套措施未能形成相应的钻井液体系。
1 我国钻井液处理剂发展现状
迄今为止，我国生产了二百余种钻井液的处理剂。
然而，新产品的研发事业依然处于原地踏步的状态。
偶尔把几种产品进行混合处理，得到了初步成效，形成新的产品，但实际上没有得到根本上的突破。
钻井液处理剂没有取得迅速发展，究其原因主要包括：其一，产品的标准比较低，有的企业应用低价的产品初步满足市场发展需求。
其二，未设定通用的国家级标准，便利企业生产的产品标准级别偏低。
其三，做研发通常需要投入巨额的资金，且结果无法准确预知。
这样，有的技术人员从公司的标准方面努力，一定程度上限制了研发新产品的进度。
2 钻井液的处理剂未来发展分析
依据现阶段国内的发展实际情况，相关技术员在研发处理剂产品时应当满足以下条件：其一，抗压：超过4500m深度的钻井中可以发挥效能；其二，抗温：可以抗击150~200℃高温环境；其三，可以抗钙、盐的性能；其四，具备降低粘度、降滤失性与对流体改善的性能；其五，具有较好的润滑性、稳定井壁流体的性能；其六，对钻井的泥页岩层起到稳定、堵漏的作用等。
研发处理剂的大体标准是：达到钻井液某特性与改良钻井液处理剂的相关性能。
因此，应当注意以下几点：其一，研究耐温性能好、深度较大的处理剂。
通常情况下，钻井的深度在五千米以上，温度超过180℃，且需要抗盐、镁离子、钙等性能。
其二，对于大移位井与多分支的井中，展开作业的时候用的处理液，例如：润滑剂、井壁的稳定剂、油层的保护剂等。
其三，研制适用于密度超高的环境的处理剂。
具体指超过2.4kg/cm3，包括分散剂、降滤失剂等。
其四，在较为复杂的地层下应用的处理剂，例如：井壁的封固剂、页岩的稳定剂、井壁的堵漏剂等。
其五，从空气钻井变为泥浆钻井环境下应用的处理剂，如井壁的稳定剂。
3 对未来研发处理剂的建议探讨
1）开发天然材料方面。
天然的材料一般具有无污染、低投入的优点，例如：在开发与应用天然木质素原料的方面，现阶段我国在实验室中的降粘成效已超出了FCLS，然而，在实际使用的时候和FCLS比起来，存在较大的差距。
因此，怎样深入地研发与应用天然木质素，进而切实地代替FCLS，成为相关人员以天然材料为新型的处理剂的研发目标，带有极高性能的木质素的化学品。
2）深层次研发合成的聚合物方面。
现阶段，我国已将聚合级AMPS的产品正式投入生产，这表明了我国在AMPS研发方面迈入新的层次，但是，对于AMPS的探讨与研究不会就此停止，应当在巩固与完善的情况下，对其展开多元化的分析，例如：在多元共聚物上的开发等。
目前，我国在AMPS的问题上的研究方面消耗了较长的时间与精力，只是多数倾向于降滤失性与降粘的性能，若想要研发更为全面的AMPS系列产品。
那么，将会取得更加宽广的应用与推广。
4 浅析规范钻井液体系的认识
钻井液的含义：指的是在石油钻井进行钻探的时候，钻孔中反复应用的冲洗介质，又叫做钻孔的冲洗液，就像钻井中流动的血液一样。
钻井液依据成分进行划分，大体可包括：泥浆、清水、乳状液、压缩空气、泡沫等。
其中清水是最早被当作钻井的清洗液应用的物质，它具有取用便利、不用处理的优点，因此比较适用在比较完整的岩层与具有充足水源的区域。
泥浆也是一种石油的钻井液，一般适用于地层松散、易坍塌、裂隙发育、遇水膨胀或剥落等不稳定的岩层。
5 结语
近年来。
我国在钻井液，钻井液的处理剂规范方面，以及产品的制定标准方面已经进行了一定的研究，并取得了推进钻井液技术向前发展的成效，为高效、安全钻井打下了基础，然而，在规划处理剂与钻井液体系的认识方面还显现诸多不足，限制了钻井液的发展，建议从钻井液应用与处理剂质量方面加强研究与进一步规范。
参考文献：
[1] 陈羊羊.页岩气水基钻井液技术分析[J].云南化工,2017,44
(11):76-77.
[2] 王中华.关于规范钻井液处理剂及钻井液体系的认识[J].中外
能源,2014,19(11):38-45.
收稿日期：2018-01-29
作者简介：黄菁，新疆华油能源工程服务有限公司。
doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2018.03.111
规范钻井液处理剂及钻井液体系的认识
黄 菁，商祥礼，赵 刚，韩 林，尚鹏飞
（新疆华油能源工程服务有限公司，新疆 巴音郭楞 841000）
摘 要：文章阐述了我国钻井液处理剂的发展现状，对钻井液未来发展及处理剂的研发进行分析，最后，探讨了如何规范我国钻井液体系的看法，为石油井下安全生产提供必要的参考。
关键词：钻井液；处理剂；发展；规划；建议
中图分类号：TE254.4 文献标识码：B 文章编号：1004-275X（2018）03-138-01
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