常用钻井液处理剂及作用
钻井液处理剂
钻井液处理剂(总7页) --本页仅作预览文档封面，使用时请删除本页--钻井液处理剂为了满足钻井工艺的要求，单靠使用清水和机械设备来调整和控制钻井液性能是远远不够的，必须在钻井液使用各种各样的化学处理剂。
就生产中常用的钻井液无机处理剂，有机处理剂和表面活性剂有如下类型：一、无机处理剂1、氢氧化钠（NaOH），氢氧化钠俗名烧碱、苛性钠，常温下密度为—22g/cm3,易容于水，溶解时放出大量的热，溶解度随温度升高而增大，水溶解呈强碱性PH值为14。
使用时应注意安全，防止腐蚀皮肤和衣服，NaOH易潮，与空气的CO2作用生成NaOH，存放应注意防潮，NaOH是强碱，主要用来调解钻井液的PH值，与有些有机物配合使用，如与单宁成单宁碱液，与聚丙稀睛进行水解得到水解聚丙稀睛等，另外NaOH还沉除有害的Ca2+Mg2+.2、氯化钠（NaCI）俗名食盐，为白色晶体，密度为2。
17g/cm3易溶于水，水溶液为中性，溶解度随温度的升高略有增大，纯品NaCI不潮解，含MaCI2 CaCI2等杂质的NaCI易吸潮NaCI主要用来配制盐水钻井液和饱和盐水钻井液，以防止岩盐井段的溶解，保持井径规则，NaCI还可用来提高钻井液的矿化度，抑制页岩地层的水化膨胀，防止坍塌。
3、氢氧化钾(KOH)俗名苛性钾，是一种半透明晶体，常温下密度为cm3易溶于水，溶解时强烈放热，水溶液呈强碱性，PH值为14，有较强的腐蚀作用，KOH极易吸收空气中的水分和CO2生成K2CO3 KOH即能用来调节钻井液的PH值又能提供K+。
K+，有良好的防塌作用，因此钾盐钻井液被广泛的应用，此外KOH可用来与某些有机处理剂进行水解作用，生成钾盐，如聚丙稀酸钾、聚丙稀睛钾等。
3、碳酸钠（Na2CO3）俗名纯碱、苏打、无沫，Na2CO3为白色粉末，密度为cm3。
易溶于水，水溶液呈碱性，PH值为。
Na2CO3易吸收空气中的水分结成硬块，吸收空气中的CO2变成Na2CO3 Na2CO3在钻井液中通过离子交换和沉淀作用，使钙质膨润土变为钠质膨润土，目前配制钻井液多用钙质膨润土，因此在配制钻井液时需加入一定量Na2CO3，目的就是为了改善膨润土水化分散性能，提高膨润土造浆率，另外，Na2CO3可用来除掉石膏或水泥浸入到钻井液中的Ca2+，改善钻井液的性能。
钻井液处理剂作用机理1
钻井液处理剂作用机理1钻井液配浆材料与处理剂一般来讲，钻井液配浆原材料是指在配浆中用量较大的基本组分，例如膨润土、水、油和重晶石等。
处理剂则是指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人的化学添加剂。
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极大的影响。
但配浆原材料与处理剂之间并无严格的界限，有的文献将配浆原材料也归类在处理剂中。
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，有必要将它们进行分类。
目前主要有以下两种分类方法。
第一类分类方法是按其组成分类。
通常分为钻井液原材料、无机处理剂、有机处理剂和表面活性剂四大类。
其中无机处理剂又可分为氯化物、硫酸盐、碱类、碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和重铬酸盐和混合金属层状氢氧化物(即正电胶)类等。
有机处理剂通常可分为天然产品、天然改性产品和有机合成化合物。
按其化学组分又可分为下列几类：腐植酸类、纤维素类、木质素类、丹宁酸类、沥青类、淀粉类和聚合物类等。
第二类分类方法是按其在钻井液中所起的作用或功能分类。
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共分为以下“类，即(1)降滤失剂(FiltrationReducer)；(2)增粘剂(Viscosifier)；(3)乳化剂(Emulsifier)使油水乳化产生乳状液；(4)页岩抑制剂(Shaleinhibitor)；(5)堵漏剂(lostCirculationMaterial)；(6)降粘剂(Thinner)；(7)缓蚀剂(Corrosioninhibitor)；(8)粘土类(Clay)；(9)润滑剂(Lubricant)；(10)加重剂(WeightingAgent)；(11)杀菌剂(Bactericide)；(12)消泡剂(Defoamer)；(13)泡沫剂(FoamingAgent)；(14)絮凝剂(Flocculant)；(15)解卡剂(Pipe-FreeingAgent)；(16)其它类(Others)等。
钻井液组成及作用
钻井液（drilli ng fluid）钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。
钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。
钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。
清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。
泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。
旋转钻井初期，钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面。
目前，钻井液被公认为至少有以下十种作用：（1）清洁井底，携带岩屑。
保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率。
（2）冷却和润滑钻头及钻柱。
降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命。
（3）平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。
防止对油气层的污染和井壁坍塌。
（4）平衡（控制）地层压力。
防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染。
（5）悬浮岩屑和加重剂。
降低岩屑沉降速度，避免沉沙卡钻。
（6）在地面能沉除砂子和岩屑。
（7）有效传递水力功率。
传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率。
（8）承受钻杆和套管的部分重力。
钻井液对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷。
（9）提供所钻地层的大量资料。
利用钻井液可进行电法测井，岩屑录井等获取井下资料。
（10）水力破碎岩石。
钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。
钻井液的运用历史很久以前，人们钻井通常是为了寻找水源，而不是石油。
实际上，他们偶然间发现石油时很懊恼，因为它把水污染了！最初，钻井是为了获得淡水和海水，前者用于饮用、洗涤和灌溉；后者用作制盐的原料。
直到19 世纪早期，由于工业化增加了对石油产品的需求，钻井采油才逐渐普及。
有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。
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）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)。
常用钻井液处理剂的名称及主要作用
常用处理剂的名称及主要作用子;3 烧碱NaOH 提高动切力、提高PH值;4 随钻堵漏剂ZD-1 预堵漏、堵漏;5 复合堵漏剂HD-1 堵漏;6 羧甲基纤维素钠盐高HV-CMC 提高粘切、与钙离子产生沉淀;7 羧甲基纤维素钠盐低LV-CMC 降低滤失量,改善泥饼质量,与钙离子产生沉淀;8 复合离子丙烯酸盐SD-17W 抗钙、提粘切、絮凝抗温;9 阳离子沥青粉CAS-2000 防塌;10 钻井用特种性能调整剂SD-21 降低滤失量,抗污染;11 防塌润滑剂SD-20 防塌、润滑、降粘度、降滤失量;12 水解聚丙烯腈铵盐NH4-HPAN 降滤失量,改善流型;13 悬浮性水解聚丙烯酰胺DPHP 不分散低固相体系页包被抑制剂絮凝剂14 磺化酚醛树脂SMP 抗污染、抗高温降滤失量,尤其是高温高压滤失量,改善泥饼质量;15 阳离子褐煤PMC 抗污染、抗高温降滤失量,尤其是高温高压滤失量,改善泥饼质量;16 钻井液强包被剂FA367 絮凝剂;17 石灰石粉CaCO3 加重、堵漏、预堵漏;18 腐植酸钾KHm 防塌、降粘度、降滤失量、能容纳较高的固相含量;19 氯化钾KCL 用于钾基钻井液中含量要大于90%,提供钾离子能容纳较高的固相含量;20 正电胶干粉MMH 防塌、提高动切力;21 锯末堵漏;22 水泥堵漏;23 麦秸堵漏;24 红胶泥堵漏;25 磺化单宁SMT 抗高温、抗污染、稀释、除钙离子;26 黄河二号HSHY 抗高温、抗污染、稀释、除钙离子;27 氢氧化钾KOH 提供钾离子,提高PH值;28 水解聚丙烯腈钾盐K-HPAN 防塌、降滤失量、调整流型、用于钾基钻井液;29 聚丙烯酸钾KPAM 防塌、絮凝;30 聚丙烯酰胺PAM 絮凝;31 无荧光封堵防塌剂TDW-2 抗高温,封堵防塌,稳定井壁,降滤失量,能容纳较高的固相含量;32 磺化褐煤SMC 抗污染、抗高温降滤失量,尤其是高温高压滤失量,改善泥饼质量;33 多功能处理剂降滤失量、润滑、防塌;34 多功能固体润滑剂HFT-102 降滤失量、润滑、防塌;35 SL-1 降滤失量;36 SL-2 降滤失量、提粘切;37 原油润滑、解除卡钻;38 石灰CaO 处理碳酸根、碳酸氢根污染;。
钻井液处理剂的作用原理一
钻井液处理剂的作用原理一钻井液处理剂是在钻井过程中使用的一种化学品，其作用是改善钻井液的性能以满足特定的钻井需求。
钻井液处理剂的作用原理如下：1. 增粘剂：钻井液中的增粘剂可以提高液相的粘度，减少钻井液中的固相颗粒悬浮和沉降速度，从而起到增加钻井液携带能力的作用。
增粘剂一般为聚合物化合物或纤维素衍生物，可以使钻井液在井下流动性能更好，提高钻进速度。
增粘剂：钻井液中的增粘剂可以提高液相的粘度，减少钻井液中的固相颗粒悬浮和沉降速度，从而起到增加钻井液携带能力的作用。
增粘剂一般为聚合物化合物或纤维素衍生物，可以使钻井液在井下流动性能更好，提高钻进速度。
2. 乳化剂：钻井液中的乳化剂可以促使油和水相互混合形成乳状液体。
乳化剂可以增加钻井液的稳定性和抗溶解能力，防止钻井液中的油和水相分离，从而起到稳定钻井液性质的作用。
乳化剂：钻井液中的乳化剂可以促使油和水相互混合形成乳状液体。
乳化剂可以增加钻井液的稳定性和抗溶解能力，防止钻井液中的油和水相分离，从而起到稳定钻井液性质的作用。
3. 分散剂：钻井过程中，钻井液会遇到一些固相杂质，如岩屑和沉积物等。
分散剂可以帮助将这些固相杂质分散在钻井液中，并防止其重新聚集，保持钻井液的均匀性和稳定性。
分散剂：钻井过程中，钻井液会遇到一些固相杂质，如岩屑和沉积物等。
分散剂可以帮助将这些固相杂质分散在钻井液中，并防止其重新聚集，保持钻井液的均匀性和稳定性。
4. 酸洗剂：在岩石中存在一些可溶性的杂质，如钙、镁、铁等金属离子，这些金属离子会降低钻井液的性能。
酸洗剂可以与这些金属离子发生反应，并使其变为不溶性物质，从而净化钻井液。
酸洗剂：在岩石中存在一些可溶性的杂质，如钙、镁、铁等金属离子，这些金属离子会降低钻井液的性能。
酸洗剂可以与这些金属离子发生反应，并使其变为不溶性物质，从而净化钻井液。
5. 碱洗剂：一些岩石中含有酸性物质，如硅酸盐等，这些酸性物质会对钻井液产生腐蚀作用。
碱洗剂可以中和这些酸性物质，增强钻井液的抗腐蚀性能，防止井壁受到损害。
钻井液处理剂类型与功用(11.21)
三、加重材料
（二）液体加重剂
3.无机盐系列加重剂
主要用于配制完井及修井液及无固相钻 井液，主要包括NaCl、KCl、CaCl2、CaBr2 和ZnBr2等。
材料分类
配浆材料 加重材料 无机盐类
目
录
防塌/抑制剂
降粘剂
提粘/流型调节剂 润滑剂
大分子包被剂 堵漏剂 其他 降滤失剂
一、钻井液材料分类
（三）常用钻井液材料明细
常用 钻井 液原 材料 与处 理剂 6. 防塌（抑制）剂：沥青类（磺化沥青 SAS/FT-1、氧化沥青、白沥青、溶解 沥青）、腐植酸类（ K-Hm 、 SMC 、 G-KHm） 7. 降 粘 剂 ： 铁 铬 木 质 素 磺 酸 盐 （ FCLS ）、磺甲基单宁（ SMT ）、 磺甲基栲胶（ SMK ）、无铬稀释剂 (HMP)、硅稀释剂（SI-Th）、低分子 量丙烯酸共聚物 XY-27、XB-40。
二、配浆材料
（一）常见粘土矿物晶体构造
2.几种常见粘土矿物的晶体构造
（ 1）蒙脱石（ 2:1型）： 两层四面体片中间夹一层八 面体片。每个四面体尖顶均 指向中央的八面体，通过共 用的氧连接成晶层。若干个 晶层按一定距离在 C 轴方向 上重叠构成晶体。
蒙脱石晶体结构示意图
二、配浆材料
（一）常见粘土矿物晶体构造
一、钻井液材料分类
（三）常用钻井液材料明细
常用 钻井 液原 材料 与处 理剂 8. 提 粘 （ 流 型 调 节 ） 剂 ： 高 粘 PAC （PAC-HV）、黄原胶（XC）、正 电 胶 （MMH） 、 羟 乙 基 纤 维 素 （HEC）。 9. 润滑剂：极压类、水基类（RH-4）、 聚合醇类、石墨类、塑料球类、油 基类。
钻井液处理剂类型及钻井液配方用途综述
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。
钻井液常用处理剂
钻井液常用处理剂为了满足钻井工艺对钻井液各方面性能的要求和需要，单靠使用清水和机械设备来调整其性能是远远不够的，必须借助于各种各样的化学处理剂。
钻井液化学处理剂，从结构和组成分为两大类，即无机处理剂和有机处理剂。
1、无机处理剂1、氢氧化钠（NaOH）。
俗明烧碱、火碱、苛性钠。
常温下密度2.0~2.2 g/cm3。
易溶于水，溶解时放出大量的热，水溶液呈强碱性，腐蚀强，使用时注意防止对皮肤、器官的腐蚀。
pH值为14，主要用于调节钻井液的pH值，并与某些有机物配合使用，（如与丹宁配成丹宁碱液等）还可以清除有害的钙、镁离子。
2、氢氧化钾（KOH）。
俗明苛性钾。
常温下密度2.04 g/cm3。
易溶于水，溶解时放出大量的热，水溶液呈强碱性，pH值为14，腐蚀较强，既能用于调节钻井液的pH值，又能提供钾离子。
钾离子有良好的防塌作用。
3、碳酸钠（Na2CO3）。
俗明纯碱、苏打。
无水碳酸钠为粉末，密度2.53 g/cm3，易溶于水，水溶液呈强性，pH值为11.5。
作用是改善粘土水化分散性能，粘土造浆率，另外，还可以清除钙离子。
（石膏、水泥中的钙离子）4、硫酸钡（BaSO4）。
俗明重晶石，纯品为白色粉末，含杂质多为浅绿色或灰色，密度4.00~4.60 g/cm3。
不溶于水、有机溶剂、酸或碱的溶液。
主要作用是作为加重剂。
（但缺点很多，堵塞油气通道，且不易酸化，通常不允许使用）要求硫酸钡密度不小于4.00 g/cm3，粉末度要求99.9%通过200目筛。
⑸碳酸钙（CaCO3）。
俗明石灰石，纯品为白色粉末，下密度2.20~2.90 g/cm3。
主要作用是作为加重剂(优点是不会堵塞油气通道，酸化可除去，缺点是密度低，要使钻井液提高密度到 1.50g/cm3以上有困难) 。
要求碳酸钙密度不小于 2.70g/cm3，粉末度要求99.9%通过200目筛。
2、有机处理剂有机处理剂一般多是高分子化合物，从其来源和发展来看，可分为天然产品、改性产品、合成产品三大类，按其作用可分为稀释剂、降滤失剂、絮凝剂三大类。
常用钻井液处理剂
0.3~1.0%
磺甲基丹宁
SMT降粘切、降滤失当用量较大时有一定的降失水作用
是由于结构的拆散和粘土双层斥力及水化作用的增强，更有利于形成致密的泥饼
抗盐达1000mg/L，抗温达180~200℃
0.5~1.0%
磺甲基栲胶
SMK
和磺甲基丹宁相似
抗温180度
复合离子型聚合物稀释剂
XY-27
聚丙烯酰胺
PAM
10万以下时，在缺少优质粘土时作为稳定剂
聚合物的分子量是影响其性能的重要参数，
100~500万作为絮凝剂；10~90万为降失水剂。
由于缺少水化基团已经很少用了
部分水解聚丙烯酰胺
PHP（PHPA）水解度是影响其性能的重要参数
水解度增加，分子链伸展在钻井液中桥联作用增强，因而絮凝作用增强，但水解度过大时，在粘土上吸附作用减弱加上羧酸基团间的静电排斥力作用增强，絮凝作用减弱，水解度30%时絮凝作用最强。
降低粘度、抑制粘土水化膨胀的能力
不分散聚合物钻井液
0.1~0.3%
磺化苯乙烯——马来酸酐共聚物（顺丁烯二酸酐共聚物）
SSMA
抗温可以达260度以上，抗盐可以达饱和盐水，是一种优良的抗高温稀释剂。
但成本较高
醋酸乙烯酯——顺丁烯二酸酐共聚物
VAMA
是一种选择性的絮凝剂，对膨润土不絮凝，但对劣质土和钻屑迅速絮凝，称为双功能的聚合物。
HPS非离子型高分子材料，对阳离子不敏感
抗盐、抗钙能力强，在处理钙污染时，比CMC效果好，和酸溶性暂堵剂QS-2陪成无粘土相暂堵型钻井液
在阳离子和两性离子聚合物钻井液中可更好的降低滤失量
改性淀粉
DFD-2
降滤失
水基钻井液
中外常用钻井液处理剂名称对照及主要用途
IDBOND P
配制不分散低固相体系并作页岩包被抑制剂
搬土增效剂
GELEX
X-TENDⅡ
DV-POLYMER 354
增加粘土造成浆率
配制低固相体系
阳离子聚丙烯酰胺
ZXW-Ⅱ
APS-725
PHPA-500
强絮凝包被剂
聚合氯化铝
碱式氯化铝
SEG-2
碱式氯化铝
无机强絮包被剂
聚丙烯酰胺
PAM
SMK，FSK
磺化栲胶
831
Q-B-T
MIL-QUEBRACHO
石灰钻井液和淡水钻井液降粘剂
褐煤产物或苛性褐煤等
腐植酸钠，NAHM
腐植酸钾
无铬磺化褐煤
GSMC
PFC
CARBONOX
TANNATHIN
LIGCO
CAUSTI-LIG
K-LIG
XKB-LIG
水基钻井液降粘剂和乳化剂及辅助降失水剂或页岩抑制剂
CT-91
INSTAVIS
水基钻井液增粘
高粘度聚阴离子纤维素
高粘度聚阴离子纤维素
PAC
DRISPAC-R
Polypac-HV
MIL-pac HV
水基钻井液增粘剂
及包被剂和降失水
高粘度羧甲基纤维素
高粘CMC
HV-CMC
ZJT-1
CMC-HV
IDF RHEOPOL
MILPARK CMCHV
CELLEX（HV）
铁铬木质素磺酸盐
FCLS-FC
无铬木质素磺酸盐
M-9，MC
UNI-CAL
Q-BROXIN
SPERSENE
水基钻井液降粘剂，无污染钻井液降粘剂
04 钻井液常用原材料和处理剂
五）、页岩抑制剂 1、磺化沥青钠盐 代号SAS－1，为黑褐色膏状胶体或粉剂， PH值为8～11，密度为1.0 g/cm3。其主要 用作各类钻井液的页岩抑制剂，并有润滑 和控制高温高压滤失量的效能。 2、水分散沥青 代号SR－401，黑色粉末。主要用作页岩 微裂缝和破碎带的封闭剂而起防塌作用， 并有较好的润滑能力。一般用量为0.5％～ 4％。
二、有机处理剂 一）、稀释剂（降粘剂） 稀释作用主要是通过稀释剂分子在粘土 颗粒某些部位的吸附，改变粘土颗粒的 表面水化状态，减弱或拆散钻井液内部 的网状结构来达到稀释的目的。
1、单宁碱液：代号NaT 2、磺甲基单宁：又叫磺化单宁，代号SMT 3、铁铬木质素磺酸盐 简称铁铬盐，代号FCLS。为棕黑色粉末，易溶于水， 水溶液呈弱酸性。 其主要用作抗盐抗钙的分散型钻井液的稀释剂，可减 弱粘土颗粒间的流动阻力，降低粘度和切力；也可抑 制泥页岩的水化膨胀和分散，而防止粘度和切力的上 升，有利于井壁稳定。此外铁铬盐还具有降滤失作用 和抑制粘土水化膨胀的作用。
3、水解聚丙烯腈钾盐 代号KPAN，为棕红色或淡黄色粉末，易 溶于水，水溶液呈碱性。为丙烯酸类页 岩抑制剂，并有降滤失、抗污染和防塌 等特点。
六）表面活性剂 表面活性剂的种类繁多，在钻井液中的 作用也是多方面的。除用作乳化剂、消 泡剂外，选用适当的表面活性剂处理钻 井液，对提高钻井液的热稳定性、保护 油气层、降低滤饼摩擦系数，防塌、防 腐、提高钻速、预防和解除钻井液中的 复杂事故等方面有突出的效果。
1)降粘剂
产品：丹宁、栲胶、铁铬盐、磺化丹宁、磺化栲胶 作用原理：优先吸附在粘土端面，拆散网加结构。
2)增粘剂
产品：高粘CMC、羟乙基纤维素、生物聚合物（XC） 作用原理：形成高分子网架结构
钻井液处理剂名称及作用
方铅矿粉（硫化铅）
PbS，铅灰色，性脆易碎，密度大硬度低
常温密度7.5～7.6g/cm3，不溶于水和碱而可溶于酸，利于油井酸化
Fe3O4
磁铁矿粉（四氧化三铁）
Fe3O4，黑色微带蓝色，有强磁性
常温密度4.9～5.9g/cm3，不溶于水、乙醇和乙醚而可溶于酸，使用时应消磁，但硬度太高，可将钻井液密度提高到2.50g/cm3。
1.5～3
乌鲁木齐天星化工厂
四、增粘剂
代号
名称
组成及功能
推荐加量%
生产厂
PHMP
甲叉基聚丙烯酰铵干粉
白银有色金属公司选矿药剂厂
CT-91
羧甲基羟乙基纤维素
泸州天然气研究所
XC
生物聚合物（黄原胶）
河北新河县生物化学厂
PMHC
复合金属离子增粘降滤失
复合金属两性离子聚合物由多种阳离子、阴离子非离子等单体和复合金属离子共聚而成的水溶性高分子聚合物具有两性离子增粘剂的强抑制性包被性增粘性还具有MMH的良好流变性能的特点。用作增粘剂包被剂和流型改进剂，提高粘度和动塑比，剪切稀释能力强，抑制泥页岩和钻屑的水化膨胀分散抗温抗盐钙，适用于淡水海水饱和盐水浆配伍性好
新乡第五化工厂
SM-1
改性石棉纤维
四川彭县岷江石棉制品厂
HEC
羟乙基纤维素
有纤维素碱化后经氧乙烷羟乙基化而成，用作完井液及修井液提粘切尤其在盐水中增粘效果较好，并降失水，可溶于酸，便于酸化，保护产层。
无锡表面活性剂厂
PAC
聚阴离子纤维素
中原钻井一公司劳动服务公司
ZW-1
高效增粘剂
安丘城能膨润土厂
KP241
斯盘—80
四川威远天然气化工厂
第二章钻井液处理剂
第二章钻井液处理剂一、稀释剂（1）稀释剂是指能解除钻井液稠化的化学剂。
钻井液稠化的主要原因是钻井液中固相颗粒过多及粘土颗粒形成网架结构。
在含有聚合物的钻井液中，聚合物长链分子和粘土颗粒作用，或聚合物分子间相互作用形成网架结构也会引起钻井液粘切增大。
无机电机质的污染，使粘土颗粒水化层变薄也易形成空间网架结构导致钻井液增稠。
（2）稀释剂的作用机理稀释剂的稀释作用首先是通过试剂吸附在粘土颗粒的边-端面上，拆散或削弱了粘土颗粒形成的网架结构达到稀释作用。
同时，由于稀释剂具有较强的吸附能力及与聚合物分子形成化和物等作用，可使吸附在粘土颗粒上的长链聚合物分子解吸，从而起到稀释的作用。
单宁碱液单宁存在于植物的根、茎、叶、皮、果壳和果实中，是多元酚的衍生物，属弱有机酸。
单宁水解生成的双五倍子酸、五倍子酸在NaOH溶液中生成双五倍子酸钠、五倍子酸钠，统称为单宁酸钠或单宁碱液，在钻井液中起降粘作用。
单宁碱液的降粘机理单宁类降粘剂主要是通过拆散结构而起到降粘的作用，它主要降低动切力，对塑性粘度影响较小，其它分散型降粘剂的作用机理均与之相似。
由于降粘剂主要在粘土的端面上起作用，因此与降滤失剂相比，一般用量较少。
单宁类降粘剂的特点单宁碱液在高浓度的无机盐溶液中会发生盐析或生成沉淀，失去降粘效果,其抗盐、抗钙能力差。
单宁酸钠含有脂键，高温下易断裂,其抗温能力在100~120°C。
为提高单宁酸钠的使用效果，常通过磺甲基化制得磺甲基单宁（SMT），其抗温能力在180~200°C，加量0.5 ~1%,抗钙达1000ppm,抗盐效果差,小于1%。
铁铬木质素磺酸盐（FCLS）简称铁铬盐，是有含有大量木质素磺酸盐的纸浆废液制成。
由于铁铬盐分子中含有磺酸基，Fe3+和Cr3 +与木质素磺酸盐形成了稳定的螯合物。
所以FCLS是一种具有抗盐、抗钙能力强的稀释剂，其热稳定性高，可抗150˚以上的高温。
由于铁铬盐具有弱酸性，因此必须配合烧碱使用才能发挥良好的稀释作用。
中外常用钻井液处理剂名称对照及主要用途教材
KNPAN
抑制性水基钻井液处理剂
无萤光防塌剂
SWF-1，MKNPAKHP，GMFF
水基钻井液防塌剂
复合醇基抑制剂
PF-JLX
聚合醇水基体系页岩抑制及润滑剂
表8润滑剂
通称或主要成份
中国名称
外国名称
主要用途
油基润滑剂
PDF-LUBE
RT-443
FK-3
MIL-LUBE
LUBE-167
MAGCOLUBE
ZJT-1
CMC-HV
IDF RHEOPOL
MILPARK CMCHV
CELLEX（HV）
水基钻井液增粘和降失水
羟乙基纤维素
HEC
W O 2IL
LIQUI-VIS
IDHEC
IDHEC-L
完井液盐水增粘剂
石绵纤维
石绵
HN-1，SM-1
改性石绵
FLOSAL
SUPER VISBESTOS
VISQUICK
水基钻井液增粘剂
THIN-X
CPD
水基钻井液降粘剂
树皮提取物
栲胶，改性栲胶
SMK，FSK
磺化栲胶
831
Q-B-T
MIL-QUEBRACHO
石灰钻井液和淡水钻井液降粘剂
褐煤产物或苛性褐煤等
腐植酸钠，NAHM
腐植酸钾
无铬磺化褐煤
GSMC
PFC
CARBONOX
TANNATHIN
LIGCO
CAUSTI-LIG
K-LIG
XKB-LIG
水基钻井液润滑降摩阻
极压润滑剂
RH-3
ZR-110
KRH
LUBRI-FILM
《油田化学》讲义—第三章 钻井液处理剂
第三章钻井液处理剂第一节无机处理剂参见《泥浆工艺原理》p66~69。
最常用的有Na2CO3（配浆）、NaOH（调Ph）、Ca（OH）2（钙处理钻井液）、CaCl2、NaCl、BaSO4、（NaPO3）6（六偏磷酸钠，降粘剂）等。
第二节稀释剂定义：用来降低钻井液粘度和切力以改善流动性的物质。
钻井液一般是一种塑性流体，粘度一般是指塑性粘度。
定义：钻井液层流时，网状结构的破坏速度等于恢复速度，悬浮粒子之间、悬浮粒子与液相之间以及液相之间的内摩擦力。
计算：PV=Φ600—Φ300（mPa.s）表观粘度（视粘度，有效粘度）：某一流速梯度下，流体的剪切应力与流速梯度的比值。
计算：A V=Φ600/2（mPa.s）。
动切应力：钻井液层流时，网状结构的破坏速度等于恢复速度，破坏单位网状结构所需要的力。
YP=0.511（Φ300—PV）（Pa）。
一、钻井液稠化的原因1、固相颗粒过多钻屑侵入并分散，引起固相颗粒增加，体系粘度增加。
此时稀释剂不能调节粘度，只能加强固控处理或加水稀释。
2、体系形成网状结构粘土颗粒形状不规则，表面性质不均匀（如层面带负电，端面可正可负），导致颗粒端—端、端—面连接，形成网状结构，当颗粒足够多时，形成连续的空间网状结构，钻井液稠化，粘度、切力上升。
可用稀释剂来调节，拆散网状结构。
3、聚合物钻井液中聚合物的结构及粘度一个聚合物长分子吸附多个粘土颗粒并形成结构；聚合物溶液本身有粘度。
加入小分子量有机物降粘剂，如磺化苯乙烯—马来酸酐（SSMA）、醋酸乙烯酯—马来酸酐共聚物（V AMA）、XY-27等。
4、无机电解质的影响无机盐离子压缩双电层，Zeta电位减小，斥力减小，易形成网状结构。
使用抗盐的稀释剂，如：铁铬盐（FCLS）等。
二、稀释机理1、传统降粘机理（1）拆散结构每一种处理剂均有吸附基团（静电引力、分子间力、氢键、配位键、螯合）和水化基团（-COONa、-ONa、-SO3Na），吸附基团优先吸附在粘土颗粒边缘断键处，将正电荷变为负电荷，同时水化基团水化，使水化膜增厚，斥力增大，拆散或削弱粘土颗粒间的端—端、端—面连接，拆散或削弱了钻井液的网状结构，粘、切下降。
常用钻井液处理剂及作用
长庆钻井总公司第四项目部2008年钻井液培训材料
二、细分散类 1、白土 作用：主要用来配制原浆， 作用：主要用来配制原浆，亦有增 加粘切、降低滤失的作用。 加粘切、降低滤失的作用。 2、羧甲基纤维素钠盐（CMC） 羧甲基纤维素钠盐（CMC） 作用： 作用：主要用来促进钻井液中粘土 颗粒网状结构的形成，提高粘度， 颗粒网状结构的形成，提高粘度，降 低失水。 低失水。
7、 硅氟防塌降虑失剂（SF） 、 硅氟防塌降虑失剂（ ） 作用：防塌降失水， 作用：防塌降失水，改善钻井液的流动性和 泥饼质量。 泥饼质量。 8、 封堵护壁增粘剂（改性石棉）（ ）（SM-1）或 、 封堵护壁增粘剂（改性石棉）（ ） （XK-1） ） 作用：提高低固相钻井液的动切力。 作用：提高低固相钻井液的动切力。 9、 硅氟稀释剂 、 硅氟稀释剂(SF-150) 作用： 作用：主要用作稀释改善细分散钻井液 体系的流动性 10、 高电阻率降滤失剂（GDJ） 、 高电阻率降滤失剂（ ） 作用：提高钻井液电阻率，降低失水量。 作用：提高钻井液电阻率，降低失水量。用 在完井液中，解决电测时电阻率低的问题。 在完井液中，解决电测时电阻率低的问题。
长庆钻井总公司第四项目部2008年钻井液培训材料
3、螯合金属聚合物（CMP） 、螯合金属聚合物（ ） 作用： 作用：用来提高聚合物体系粘度兼防塌 作用。 作用。 4、钻井液用成膜树脂防塌剂（BLC-1） 、钻井液用成膜树脂防塌剂（ ） 作用：用来控制聚合物体系失水， 作用：用来控制聚合物体系失水，增加 润滑性从而达到防塌的目的。 润滑性从而达到防塌的目的。 5、高粘乙烯基单体共聚物防塌降失水剂 、 （BLA-HV） ） 作用：用来控制聚合物体系失水， 作用：用来控制聚合物体系失水，提高 粘度，封堵页岩孔隙从而达到防塌的目的。 粘度，封堵页岩孔隙从而达到防塌的目的。
常用钻井液处理剂及作用
常用泥浆药品及作用一、聚合物类1、聚丙烯酰胺（PAM）作用：主要用来絮凝钻井液中过多的粘土细微颗粒及清除钻屑，从而使钻井液保持低固相，它也是一种良好的包被剂，可使钻屑不分散，易于清除，并有防塌作用。
2、聚丙烯酸钾（K-PAM）作用：主要用来抑制页岩中所含粘土矿物的水化膨胀和分散而引起的井塌。
3、螯合金属聚合物（CMP）作用：用来提高聚合物体系粘度兼防塌作用。
4、钻井液用成膜树脂防塌剂（BLC-1）作用：用来控制聚合物体系失水，增加润滑性从而达到防塌的目的。
5、高粘乙烯基单体共聚物防塌降失水剂（BLA-MV）作用：用来控制聚合物体系失水，提高粘度，封堵页岩孔隙从而达到防塌的目的。
6、增粘降失水剂（KF-1）作用：用来提高聚合物体系液相粘度，提高泥浆的携带岩屑能力。
7、非极性防卡润滑剂（BLR-1）作用：主要用来提高钻井液体系的润滑性，降低摩阻系数，增加钻头的水马力以及防止粘卡。
二、细分散类作用：主要用来配制原浆，亦有增加粘切、降低滤失的作用。
1、羧甲基纤维素钠盐（CMC）作用：主要用来促进钻井液中粘土颗粒网状结构的形成，提高粘度，降低失水。
2、烧碱(NaOH) 作用：调节钻井液PH值，促进白土水化分散。
4、纯碱（Na2CO3）作用：调节钻井液PH值，促进白土水化分散,沉降钻井液中过多的钙离子。
5、防塌润滑剂（FT-342或FT-1）作用：防塌，改善钻井液的流动性和泥饼质量。
6、硅氟防塌降虑失剂（SF）作用：防塌降失水，改善钻井液的流动性和泥饼质量。
7、封堵护壁增粘剂（改性石棉）（SM-1）或（XK-1）作用：提高低固相钻井液的动切力。
8、硅氟稀释剂(SF-150) 作用：主要用作稀释改善细分散钻井液体系的流动性三、堵漏剂1、单向压力封堵剂（DF-A）作用：主要用作渗透性漏失地层的堵漏。
2、综合堵漏剂（HD-I、II）作用：主要用作裂缝性漏失地层的堵漏。
3、桥塞堵漏剂（QD-I、II）作用：主要用作裂缝性漏失地层的堵漏。
钻井液处理剂类型及钻井液配方用途综述
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。
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常用泥浆药品及作用
一、聚合物类
1、聚丙烯酰胺（PAM）
作用：主要用来絮凝钻井液中过多的粘土细微颗粒及清除钻屑，从而使钻井液保持低固相，它也是一种良好的包被剂，可使钻屑不分散，易于清除，并有防塌作用。
2、聚丙烯酸钾（K-PAM）
作用：主要用来抑制页岩中所含粘土矿物的水化膨胀和分散而引起的井塌。
3、螯合金属聚合物（CMP）作用：用来提高聚合物体系粘度兼防塌作用。
4、钻井液用成膜树脂防塌剂（BLC-1）作用：用来控制聚合物体系失水，增加润滑性从而达
到防塌的目的。
5、高粘乙烯基单体共聚物防塌降失水剂（BLA-MV）
作用：用来控制聚合物体系失水，提高粘度，封堵页岩孔隙从而达到防塌的目的。
6、增粘降失水剂（KF-1）
作用：用来提高聚合物体系液相粘度，提高泥浆的携带岩屑能力。
7、非极性防卡润滑剂（BLR-1）
作用：主要用来提高钻井液体系的润滑性，降低摩阻系数，增加钻头的水马力以及防止粘卡。
二、细分散类作用：主要用来配制原浆，亦有增加粘切、降低滤失的作用。
1、羧甲基纤维素钠盐（CMC）
作用：主要用来促进钻井液中粘土颗粒网状结构的形成，提高粘度，降低失水。
2、烧碱(NaOH) 作用：调节钻井液PH值，促进白土水化分散。
4、纯碱（Na2CO3）
作用：调节钻井液PH值，促进白土水化分散,沉降钻井液中过多的钙离子。
5、防塌润滑剂（FT-342或FT-1）作用：防塌，改善钻井液的流动性和泥饼质量。
6、硅氟防塌降虑失剂（SF）作用：防塌降失水，改善钻井液的流动性和泥饼质量。
7、封堵护壁增粘剂（改性石棉）（SM-1）或（XK-1）作用：提高低固相钻井液的动切力。
8、硅氟稀释剂(SF-150) 作用：主要用作稀释改善细分散钻井液体系的流动性
三、堵漏剂
1、单向压力封堵剂（DF-A）作用：主要用作渗透性漏失地层的堵漏。
2、综合堵漏剂（HD-I、II）作用：主要用作裂缝性漏失地层的堵漏。
3、桥塞堵漏剂（QD-I、II）作用：主要用作裂缝性漏失地层的堵漏。
四、加重剂
1、石灰石粉（CaCO3）
作用：主要用来提高钻井液的密度，以控制地层压力，防塌防喷。
可用来配制密度不
超过1.30g/cm3的钻井液。
2、重晶石粉（BaSO4）
作用：主要用来提高钻井液的密度，以控制地层压力，防塌防喷。
可用来配制密度
2.00g/cm3以上的钻井液。
常见膨润土浆配方
FCLS（铁铬木质素磺酸盐）钻井液配方
①可代替和协同CMC使用；
②用于3500m或更深的深井。
钙基钻井液配方
含盐量为8%-12%的盐水钻井液配方
KCl聚合物钻井液的配方
聚合物—磺酸盐—MMH钻井液的配方
聚合物—MMH钻井液的配方
聚合醇钻井液配方
硅基钻井液配方
甲酸盐钻井液配方
解卡剂配方。