钻井液技术新进展
国外高性能水基钻井液研究的最新进展
国外高性能水基钻井液研究的最新进展近年来，国外高性能水基钻井液的研究成为了国际油气行业的热点研究领域之一。
高性能水基钻井液相比于传统的石油基钻井液在环保性、安全性等方面具有巨大优势。
本文将介绍高性能水基钻井液最新的研究进展。
一、高性能水基钻井液的特点高性能水基钻井液具有环保性和经济性等优点，符合现代钻井行业以环保为主题的需求。
同时，在使用过程中它具有良好的稳定性、低毒性、易清洗、可重复使用等特点，大大减少了净水的消耗，降低了钻井成本。
二、高性能水基钻井液的研究进展（一）高性能水基钻井液的制备技术高性能水基钻井液的制备技术主要分为三类：第一类是利用溶胶凝胶技术，即利用悬浮在水中的纳米颗粒形成的凝胶体系，实现钻井液体的结构加固和调节性能的方式；第二类是利用粒子-胶团-聚合物（PPP）复合体系，即利用粉粒体系、颗粒聚团体系和高分子体系相互作用，制备钻井液；第三类是利用新的改性剂，改善传统钻井液的性能，提高高性能水基钻井液的性能。
（二）高性能水基钻井液的应用研究高性能水基钻井液的应用使得钻井效率得到了显著提高，同时在满足钻井作业精度要求的同时，它还能够有效解决环境保护问题。
它在海上油田应用中减少了排放物的释放，也同时极大地降低了海洋污染。
三、结论高性能水基钻井液具有广阔的应用前景和较高的经济效益。
在制备技术和应用研究方面，国外相关学者已取得了很大的成果，但也需要继续增加研究力度，探索更多的技术方案，以逐步替代传统石油基钻井液。
四、未来展望随着全球对环保的要求越来越高，高性能水基钻井液必将成为下一代钻井液的主流。
未来，相信高性能水基钻井液将更加普及，其技术不断进步和完善，有望成为钻井液技术中不可或缺的一部分。
高性能水基钻井液的未来发展将更加多元化和专业化，同样也需要大量的资金和科技支持，以实现更加高效环保的钻井作业。
在制备技术方面，未来的研究将更加注重减少生产成本和提高制备效率。
同时，未来制备技术研究也将更加注重控制钻井液体系的稳定性和高温高压环境下的适用性，以满足更加苛刻的钻探条件。
油气井工作液技术新进展
油气井工作液技术进展摘要随着石油勘探开发技术的不断发展，对钻井液提出了更高的要求。
国外一些公司相继研制并推广了聚合醇钻井液、正电胶钻井液、甲酸盐钻井液、稀硅酸盐钻井液和微泡钻井液等具有国际先进水平的水基防塌钻井液新体系，以及环保性能优良的第二代合成基钻井液和逆乳化钻井液新体系。
国内在生产中结合实际情况，借鉴国外新技术，逐步形成了两性离子聚合物钻井液、正电胶钻井液、硅酸盐钻井液、甲基葡萄糖苷钻井液、聚合醇钻井液等一系列新技术，并在逐步形成高难度的超高温和超高密度钻井液体系。
国内在钻井液整体水平上与国外的差距仍然很明显，特别是国内外在钻井液技术与管理方面存在的认识上的区别，主要表现在目的、设计理念、处理剂、实施过程、对泥浆工程师的要求、创新目标、环境保护等方面，这是制约国内钻井液整体水平和技术进步的主要问题。
通过分析得出了一些认识，即：钻井液技术的发展依赖于新型钻井液处理剂的研制；对钻井液的维护不仅要注重过程控制，还要重视早期维护处理；提高钻井液的抑制性，确保钻井液的清洁有利于保护油气层；要通过“预防+巩固”的井壁稳定思路，进一步提高井壁稳定效果；钻井液无害化处理要从钻井液处理剂研制、生产以及钻井液设计、维护处理等全过程考虑。
建议今后钻井液技术工作要注重钻井液处理剂的超前研究，深入开展超高温和超高密度钻井液研究，加大油基钻井液的研究力度，通过认识上的提高来缩小国内在钻井液技术上与国外的差距。
关键词钻井液抑制性钻井液处理剂高温高压油基钻井液环境保护1前言近年来，随着石油勘探开发技术的不断发展，特别是深井、超深井及特殊工艺井钻探越来越多，对钻井液提出了更高的要求。
“安全、健康、高效”的钻井液技术，标志着钻井液技术研究和应用进入了一个全新的发展阶段。
围绕钻井液工程技术和“安全、健康、高效”这一发展主题，国外一些公司相继投入大量的人力和财力，以满足复杂条件的钻探技术油气层保护、油气测录井与评价、环保要求以及提高油气勘探开发综合效益等为目标，开展了大量基础理论和应用技术研究，取得了一系列的研究成果和应用技术。
美国钻井液技术研究新进展
ENVIROTHERM NT 新一代环保型水基钻井液体系，使用最高温度达到 232℃，不含铬离等重金属子，目前也用于页岩地层钻进，该体系不仅在 钻进过程中保持性能稳定，且在长时间停钻期间（如起下钻、测井和测 试）也能保持稳定。该体系特点为：低且稳定的流变性能、HTHP滤失量 低、井下复杂少、页岩抑制能力强、抗污染能力强。
井壁稳定剂 井壁稳定剂横沟提高页岩稳定性、钻井液润滑剂和降低HTHP滤失量， 同时减少稀释次数和减少泥包钻头风险。主要包 SWACO公司钻井液技术简介
消泡剂 包括BUBBLE BUSTER（低毒消泡剂，可在粘性盐水体系中使用、 用量 0.14~0.29 kg/m3 ）、DEFOAM-A（含有高级醇的水基消泡剂）、 DEFOAM-X（主 要用于粘性完井液中）、PASSIVATOR I（用于微泡钻井液中）。
2004-2008年，在渤海湾100口井中采用了该技术 ，所用配方： 3.0%Ultrahib+3.0%Ultrafree+8.6g/cm³Ultracap+7.0%KCl+28.657.2g/cm³多级碳酸钙
水基钻井液
油基钻井液
一、 MI SWACO公司钻井液技术简介
2. 油基钻井液体系
ECOGREEN 是一种酯合成基钻井液，该体系抑制能力和润滑能力强、 滤失量低、抗劣土污染能力强、抗温达160℃、易于维护。 MEGADRIL 是一种一股法（one-drum）加入乳化剂/润湿剂解决油基钻 井液体系凝胶强度过高问题的方法。流变参数低，可控，泵压低，ECD 低，固控能力强，抗温和抗污染能力强。
国外页岩气钻井液技术新进展_邸伟娜
将 2# 配方在 204 ℃下静态老化 48 h，测量其流 变和滤失性能，结果见表 3[10]。作为定制过程中的关 键部分，用于研究的 LGS 是由 Haynesville 和 Bossier 页岩的钻屑制成的，D50 小于 10 µm。用于以上研究 的是 50%Haynesville 钻屑和 50%Bossier 钻屑的混合 物。表 3 中数据表明，定制的钻井液能很好地解决 高温问题，没有样品出现凝胶问题，甚至是含有 CO2 的样品 ；考虑到钻井液的老化效应和固体含量，钻 井液的塑性黏度和剪切强度仍然非常低 ；在含有高 达 12% 的 LGS 时，钻井液仍然保持有功能特性 ；而 且钻井液的 API 和高温高压滤失量非常低。证明通 过定制化方法能够研发形成一种热力学稳定、抗 CO2 污染、且具有高低固相容量的水基钻井液。
近年，非常规页岩气储层钻井活动急剧增加。页 岩气储层钻井液的选择经常是油基钻井液（NAF）。 虽然 NAF 具有页岩稳定性和润滑性好及抗污染等优 点，但是在环境影响和附带成本方面存在严重问题， 使作业者寻求用水基钻井液（WBM）进行非常规页 岩气储层钻井。哈里伯顿的 Jay P. Deville 等人利用页 岩矿物学和井底温度等非常规页岩气储层中的关键因 素，打破“用一种水基钻井液来实现全球页岩气开发” 的思想，提出基于给定页岩参数详细分析的客制化服 务 [9]。分析不仅包括页岩形态和岩性，还包括钻井方 案、环境因素和其它储层专用考虑因素。
中石化工程院钻井液技术新进展
形成“三北一川一海外”的技术支持格局，2012年技术服务10口 （其中伊朗5口，新疆3口，页岩气水平井2口）；堵漏井12口。
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
钻井液技术新进展—创新性技术
2 改善高密度钻井液流变性关键技术
在元坝107井、中原文古4井进行了现场实验
该技术在元坝107井陆相地层进行现场应用，改善 钻井液流变性效果明显，顺利完成高密度井段 （2.33～2.35 g/cm3）施工。
高密度盐水钻井液体系在中原文古4井三开井段应用 （盐度达饱和，密度2.14g/cm3），效果良好。
工程院结构框架
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
钻井液队伍
队伍情况
大陆架公司 海外中心
钻井液所
战略规划所 实验中心
钻井液领域从业人员超过50人，教授 高工7人，享受国务院政府津贴专家1人
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
模拟出的腔体内物质吸收功率的分布
✓ 对彭水、顺9等地区的含油钻屑样品的油、水含量进行了分析，表明样品油 含量从9.1％~12.4%，水含量为1.3％~4.3％。
✓ 在微波功率3.5kW下处理100s柴油基钻屑，钻屑中的油含量由原来的9.64 ％降低到0.36％，且回收的油样性质没有变化，可以循环使用。
形成了化学、机械相结合的固相控制和重晶石回收技术方案
国内外钻井液技术新进展060516
有机酸盐加重泥浆体系
由于其活度很低，泥浆抑制粘土水化能力 成倍提高 又使粘土容量限大大提高 同时减轻对高温降粘剂的压力，又能稳定 井壁和保护油层。 这样辅之以降粘剂的抑制性及稀释性，则 可达到预期效果。
新型钻井液体系
甲基葡糖酐钻井液
甲基葡糖酐(MEG)钻井液是最近开发的、不 污染环境的水基钻井液 其性能与油基钻井液接近，能稳定泥页岩， 具有良好的润滑性和滤失控制性能 MEG是葡萄糖的衍生物，从玉米淀粉制得， 无毒性，且易生物降解 MEG是含4个羟基和1个甲基的两排环状结 构
MEG钻井液的特点 --强的抑制性与封堵作用
国内专家对井壁不稳定机理 的新认识
当采用过平衡钻井钻进页岩、泥岩和粘土岩 等类地层时，如井壁上没有有效的封隔层， 那么钻井液就会渗入地层，即便渗入极少量 的滤液也会导致近井地带孔隙压力大量增加， 从而可能导致井壁的不稳定 室内试验证实，采用封堵和化学固壁，可以 完全控制住钻井液与地层之间的压力传递
国内专家对井壁不稳定机理 的新认识
最好的抑制剂亦不可能将泥页岩的膨胀压降为零 对于不同粘土矿物，抑制剂降低膨胀压的效果不 相同 例如钾离子能有效地降低含蒙皂石地层的膨胀压 力；而对于伊利石而言，几乎没有影响；对于高 岭石反而使膨胀压力增加
国内专家对井壁不稳定机理 的新认识
钻井液液相进入地层，引起地层孔隙压力增高、 膨胀压力的增高、降低岩石强度、改变其力学性 能是造成井壁不稳定的主要原因之一 泥页岩中压力传递比溶质和离子扩散快12个数 量级，后者又比钻井液的滤液的达西流快1 2个 数量级 正是由于抑制性的溶质和离子滞后于压力传递， 从而不能阻止钻井液压力穿透作用所引起的地层 破坏。因而稳定井壁必须采用抑制剂与控制压力 穿透同步进行才有效
国内外钻井液技术发展现状
国内外钻井液技术发展现状钻井液技术是石油钻探的重要环节，近年来在国内外得到了广泛关注和发展。
以下是国内外钻井液技术发展现状的概述：1. 国内钻井液技术现状：近年来，我国钻井液技术取得了显著的进步。
通过持续研究和现场实践，国内钻井液技术在多个方面取得了新的进展。
在钻井液体系方面，研究者们关注提高钻井液的抑制性，适用于页岩气水平井和强水敏性易塌地层，以及深井超深井、海洋深水钻井的需要。
此外，还开展了新的研究和应用探索，尤其是近油基钻井液的成功应用，为水基钻井液部分替代油基钻井液奠定了基础。
在钻井液材料方面，国内研究者重视低成本钻井液开发，简化钻井液配方，完善钻井液固相控制技术等。
此外，还针对不同地层和钻井条件，研发了微泡钻井液、强封堵钻井液、环保钻井液和无土/固相水基钻井液等。
2. 国外钻井液技术现状：国外钻井液技术发展较为成熟，主要体现在以下几个方面：（1）水基钻井液：国外水基钻井液研究主要聚焦于提高钻井液的抑制性、抗污染能力和稳定性，以适应复杂地层和环境敏感地区的钻井需求。
（2）油基钻井液：油基钻井液在国外得到了广泛应用，特别是在深井、海洋钻井等领域。
研究者关注提高油基钻井液的性能，如抗高温、抗盐、抗钙等特性。
（3）合成基钻井液：合成基钻井液在国外研究较为成熟，如烃类合成基钻井液、生物质合成基钻井液等。
这些钻井液具有优良的性能，可适应不同钻井条件。
（4）环保钻井液：随着环保意识的提高，国外研究者关注开发环保型钻井液，以减少钻井液对环境的影响。
总之，国内外钻井液技术均在不断发展，研究方向主要集中在提高钻井液的性能、降低钻井液成本、开发环保型钻井液等方面。
未来钻井液技术将继续朝着高效、环保、智能化的方向发展。
钻井液技术现状及发展趋势培训讲义课件 (一)
钻井液技术现状及发展趋势培训讲义课件(一)首先，钻井液技术是钻井工程中不可或缺的一部分，它的主要作用是在钻井过程中冷却钻头、控制井壁稳定、以及控制油气井层压力等。
然而，钻井液技术的发展也面临着新的挑战、新的变化，需要不断更新和完善。
下面，我们来详细了解钻井液技术现状与发展趋势。
一、钻井液技术现状：1. 钻井液技术的基础研究和应用研究得到了大力支持，并取得了一定的成果。
2. 钻井液技术已经向可控性、高效性和环保性等方向发展，单一的技术已经不能满足钻井工程的需要。
3. 钻井液技术设备的更新换代使它的操作更加智能化、自动化、数字化，很大程度上提高了生产效率和安全性。
二、钻井液技术发展趋势：1. 多技术、全能型：目前行业发展方向要求开展钻井液高性能、多功能、高效、自适应的研究和应用。
这就要求有各类工程师的协同配合，从而提高钻井液培训讲义课件的综合性能。
2. 环保化：石油与环保之间并不是长期对抗关系，石油工业在今后要逐步将环境保护考虑到钻井液技术的设计中去，从而实现石油产业的可持续发展。
3. 资源化：大型石油公司将钻井液技术视为一种“无形资产”，推动高科技、精细化的工艺和技术进一步实现资源节约，促进资源再利用。
4. 新材料化：全球石油工业获得了新的技术突破，涉及到新材料、人工智能、物联网等领域的知识，令未来钻井液技术的研究和应用更加具有前景性。
综上，随着科技的快速发展，钻井液技术也必然经历着前所未有的变革和发展。
未来，行业需要更多的人才参与其中，推动钻井液技术水平的不断提升，进一步深化应用，更好地促进石油产业的高质量发展。
我国钻井液技术难题、新进展及发展建议
DOI: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.01.001我国钻井液技术难题、新进展及发展建议孙金声1，2，3， 王韧1，3， 龙一夫1，3（1. 中国石油集团工程技术研究院有限公司, 北京 102206；2. 中国石油国家卓越工程师学院, 北京 102208；3. 油气钻完井技术国家工程研究中心, 北京 102206）孙金声，王韧，龙一夫. 我国钻井液技术难题、新进展及发展建议[J]. 钻井液与完井液，2024，41（1）：1-30. SUN Jinsheng, WANG Ren, LONG Yifu.Challenges, developments, and suggestions for drilling fluid technology in China[J].Drilling Fluid & Completion Fluid ，2024, 41（1）：1-30.摘要 系统地梳理了超深/特深层、非常规、深水、干热岩、极地、天然气水合物等复杂地层钻探过程中面临的钻井液技术难题，探讨了关键科学问题与核心工程难题，结合近年来的钻井液技术进展，介绍了钻井液技术最新进展。
针对复杂地层钻井过程中遇到的高温高压高盐、泥页岩水化严重、井壁失稳、大温差、井漏、储层损害，以及钻井液维护自动化程度低等问题，国内外学者研发了抗高温高盐水基/油基钻井液、恒流变钻井液、抗超高温泡沫钻井液、环境友好型超低温钻井液、智能温压响应承压堵漏材料、可降解储层保护材料、钻井液在线监测与自动加料系统等关键材料、体系与装备。
但随着地质、工程环境愈加复杂 ，钻井液材料仍面临抗超高温高盐、超长时间稳定、防塌固壁、恶性漏失以及钻井液性能自动化调控等重大技术瓶颈。
为满足复杂地层钻探过程中钻井液性能需求 ，未来还需深入研究钻井液处理剂在极端条件下的起效/失效机理 ，钻井液处理剂在微观-介观-宏观等不同尺度下的构效关系变化及作用机制，建立安全高效的钻井液多功能一体化调控方法，构建智能钻井液理论与技术，为实现复杂地层安全高效经济环保钻井提供关键技术支撑。
国内外钻完井技术新进展
国内外钻完井技术新进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长，石油和天然气等能源资源的勘探与开发显得尤为重要。
钻井技术是石油天然气勘探开发过程中的核心技术之一，其技术水平的高低直接影响到勘探开发的成功与否。
近年来，随着科技的不断进步，国内外钻完井技术也取得了显著的新进展。
本文旨在概述这些技术进展，包括新型钻井设备、钻井液技术、完井技术等方面的创新与应用，分析其对提高钻井效率、降低开发成本、提升油气采收率等方面的作用。
本文还将探讨未来钻完井技术的发展趋势和挑战，以期为相关领域的科技人员和管理者提供参考和借鉴。
二、国内钻完井技术新进展近年来，随着国内石油天然气勘探开发力度的不断加大，我国钻完井技术也取得了显著的新进展。
这些进步不仅体现在技术创新和装备升级上，更体现在提高钻井效率、降低开发成本以及保障生产安全等多个方面。
在钻井技术方面，国内已经成功研发并应用了多项新技术，如旋转导向钻井技术、水力喷射钻井技术、三维地震导向钻井技术等。
这些技术的应用大大提高了钻井速度和精度，减少了钻井事故的发生率，同时也为复杂地质条件下的油气勘探开发提供了新的解决方案。
在完井技术方面，国内同样取得了显著成果。
例如，随着水平井、大位移井等复杂井型的大量应用，国内已经成功开发出多种完井工艺和工具，如套管开窗侧钻完井技术、水力压裂完井技术等。
这些技术的应用不仅提高了完井质量，也有效降低了完井成本，为油气田的高效开发提供了有力保障。
在钻井液和完井液技术方面，国内也取得了重要突破。
通过不断研究和探索，国内已经成功开发出多种新型钻井液和完井液体系，如环保型钻井液、高性能完井液等。
这些新型钻井液和完井液的应用不仅提高了钻井和完井效率，也有效保护了油气田的环境，实现了绿色、环保、高效的开发目标。
国内钻完井技术的新进展为油气勘探开发提供了强有力的技术支持和保障。
未来，随着技术的不断创新和进步，相信国内钻完井技术将取得更加显著的成果，为我国的石油天然气工业发展贡献更大的力量。
钻井液完井液新技术
是指钻井流体中含有人为充入气体的一类钻井完井流体。
可用于低压、裂缝油气田、稠油油田、强水敏性油气层、低压低渗油气 层、易发生严重漏失的油气藏和能量枯竭油气藏实现近平衡压力钻井或 负压差钻井。
特点：密度低、失水量小、不易发生漏失、钻井速度快和保护油气层的 效果好。
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新型钻井液体系
优点：
① 无毒，可生物降解，对环境无污染，钻井污水、废弃钻井液、钻屑等物 可以向海洋排放。
②
该体系润滑性能好、护壁防塌能力强，对油气层污染程度小。
应用：
国外已在海上水平井或大位移定向井中推广应用，我国已在南海使用合成基 钻井液体系。
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新型钻井液体系
4 深井抗高温钻井液
4.1 对深井抗高温钻井液性能要求
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新型钻井液体系
7.2 雾化钻井完井流体
是空气钻井的一种改进。 向井内加入少量发泡液,使钻屑、空气和液体形成雾状流体一起返出井 口。
雾化钻井完井流体主要由空气、发泡剂、防腐剂和少量水构成。 具有空气钻井的所有优点,克服了空气钻井在产水地层不能使用的缺点。 需要空气量比空气钻井多30～40%,要求有更大的空压设备。
高价的金属离子、阳离子型聚合物等它们能够中和粘土表面的负
电荷，降低粘土颗粒的ξ电位，削弱粘土的水化效应，有利于井壁稳定。 然而这些使井壁稳定措施都不利于钻井液的胶体稳定，造成钻井液
的滤失量大幅度上升。
4
新型钻井液体系
负电分散体系 正电分散体系
矛盾
利于钻井液稳定
利于井壁稳定
（1）钻井液体系的发展：水→细分散→粗分散→不分散；
是将气体在井口充入钻井液中，形成以气体为分散相、液体为连续 相的分散体系，通过使用稳定剂使气体可以均匀分散在液体中，形成充 气钻井完井流体。
国内外钻井液技术进展及对钻井液的有关认识
国内外钻井液技术进展及对钻井液的有关认识经济的不断发展带动石油勘探开发技术的不断提高，对钻井液提出了更高的要求，现如今国内外的一些公司相继研制并推广了聚合醇钻井液、正电胶钻井液、甲酸盐钻井液、稀硅酸盐钻井液和微泡钻井液等具有国际先进水平的水基防塌钻井液新体系、具有强大环保性能的第二代合成基钻井液和逆乳化钻井液新体系，为了能够推进国内外钻井液技术研究进程，需要对钻井液产生深刻的认识，本文便主要讲述了推进国内外钻型液技术进展及对钻井液有关认识的相关措施，以此来供相关人士参考与交流。
标签：钻井液;进展以及相关认识;具体措施引言：石油勘探开发技术的不断发展带动深井，超深井以及特殊工艺井钻探越来越多，给钻井液提出了更高的要求，为了促进石油勘探开发技术的进一步发展，国内外相关专家研发了具有相当强大环保功能的钻井液技术，对钻井液技术的研究以及应用进入了一个新的发展阶段，为之后的钻井液技术的研究提供了一个明确的方向。
一、充分认识处理剂的重要性在掌握与学习国内外钻井液技术的时候首先应该明确钻井液体系的进一步依赖于新型钻井液处理剂的出现，对此要对新型处理剂的研究与开发采用极其重视的态度，保证钻井液处理剂的质量和水平。
经过调查可以发现现如今，钻井液技术处理剂的质量呈现出参差不齐的现象，产生质量问题的主要原因是多方面的，既有处理剂定价过低的原因，同时也有生产厂家自身的因素，对此为了保证钻井液处理剂的质量需要从多方面角度进行思考与探索。
在研发钻井液处理剂的过程中需要始终坚持负责的态度，做好处理剂的质量关，以此来避免由于人际关系带来的处理剂质量下降的问题，在把控处理剂质量的过程中应该从生产供应和用户多方面进行共同把关，保证处理剂的质量和纯度。
其次要做好环境保护对处理剂的要求，在研究与开发处理剂的过程中应该始终坚持环境保护的目的，对处理剂当中的铬元素进行有效的控制，减少处理剂当中的有害物质对环境的污染。
最后便需要做好处理剂的检测工作，在进行检测的过程中要格外重视处理剂的钻井液性能检测，由于现如今检测方法与标准具有一定的局限性，为了能够更加准确的检测处理剂的质量与功效便需要根据实际情况统一处理剂产品的质量检测标准与检测方法，在保证质量的基础上提高检测效率[1]。
国外钻井液技术新进展.ppt
1）机理：与传统桥堵不同，通过钻井液内颗粒的引力密封 地层。
2）特点：可以用同一种组分的钻井液封闭不同孔隙尺寸分 布的地层。
3）组成：DWC2000TM (增粘剂)＋FLC2000 TM (动态降漏 失剂，不是API降滤失剂)＋KFA2000 TM (润滑剂)。
2019/11/10
技术讲座
• 液相在近井地带聚集，会降低油井产率； • 处理水锁：用表面活性剂和互溶剂来减小表面张
力(气井中)和界面张力(油井中)。 • 新型互溶剂损害：引起水溶性的盐和CaSO4 沉淀 • 除垢：需用价格昂贵的螯合剂。
2019/11/10
技术讲座
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防止油气层损害
2．使用微观流体装置研究地层损害
• 微观流体学：流体流动和化学作用微观化； • 特色：化学分析的微观化和换算决不是仅仅缩小
• 充氮油基：由于实在不能解决当量循环密度问题，被迫换用充 氮油基钻井液。 3
2019/11/10
技术讲座
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课堂讨论
1、地层损害的新机理是指： A、除垢时造成地层损害； B、用土酸处理滤饼造成地层损害； C、解除水锁时产生地层损害； D、现有解除地层损害的措施，都会对地层造成新的损害； 2、以下说法是否正确： A、无损害钻井的目标是打出损害接近于零的油井； B、无损害钻井液主要是利用表面化学原理，在地层表面产
2019/11/10
技术讲座
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井壁稳定
1 、 井眼失稳和多相流耦合模式[6]
• 多相流模式：多数欠平衡钻井作业要使用气—液 混合物代替常规钻井液，所以多相流模式是欠平 衡钻井的主要工具。
• 应用：应用多相流需要确定：
• ①确定欠平衡钻井的可行性；②注入量和压力； ③确定作业参数；④保证适宜的井眼清洁能力， ⑤鉴别是否达到欠平衡；⑥确定作业参数的变化。
国外钻井液和完井液技术的新进展
国外钻井液和完井液技术的新进展徐同台1 赵忠举2 袁春3(1.中国石油天然气集团公司,北京;2.石油经济和信息研究中心,北京;3.西南石油学院,四川南充) 摘要 近两年,国外钻井液和完井液技术有了新的进展,特别是在防止油气层损害、井壁稳定、新型钻井液的研制以及钻井液的设计和钻井液的管理等方面,为提高钻井效率、油井产能和可采储量起到了很大的作用。
对国外钻井液和完井液技术的新进展进行了综述。
关键词:钻井液 完井液 防止地层损害 井壁稳定 钻井液管理防止油气层损害11地层损害的新机理[1]地层损害存在于许多油井生产的始终。
微粒运移,粘土矿物水化、膨胀分散,无机垢、沥青质和其它有机沉淀物等都对地层产生损害。
为了消除各种作业过程中对油气层的损害,采用化学解堵,如吸附型垢的挤压处理(用膦酸类的除垢剂)、在致密的碳酸盐地层用互溶剂处理水锁、在砂岩地层用土酸(HCl 与HF的质量比为12∶3)清除滤饼等。
这些处理原本是用来解除地层损害的,但若在解堵过程中实施措施不当,又会对地层造成新的损害,导致许多井在生产中产量下降。
(1)除垢时造成的地层损害 用膦酸作除垢剂时,由于和地层离子作用造成了新的损害。
在砂岩地层,离子主要来源于泥岩、赤铁矿、菱铁矿、铁白云石和硫化铁。
新的地层损害发生后,可用与盐酸互溶的溶剂或是水润湿性表面活性剂处理。
在现场应用前(尤其是在砂岩地层应用时),测试除垢剂与储层流体、岩石的配伍性是相当重要的。
(2)砂岩地层中用土酸处理滤饼造成的地层损害 这类损害主要由含铝化合物沉淀造成。
使用土酸处理滤饼时,处理液中含有较高浓度的铝,此时p H值在3～4之间,残余酸就逐步与粘土矿物和长石(Al2Si)作用生成铝氟化合物垢AlF x(OH)32x。
这类垢可用HCl除去。
土酸中两种酸的比例要适宜,并保持低的p H值,才可以减小铝氟化合物沉淀。
(3)清除水锁时产生的地层损害 在生产作业中向地层注入大量液相,会引发油气井的诸多问题。
油气井工作液技术新进展
油气井工作液技术进展摘要随着石油勘探开发技术的不断发展，对钻井液提出了更高的要求。
国外一些公司相继研制并推广了聚合醇钻井液、正电胶钻井液、甲酸盐钻井液、稀硅酸盐钻井液和微泡钻井液等具有国际先进水平的水基防塌钻井液新体系，以及环保性能优良的第二代合成基钻井液和逆乳化钻井液新体系。
国内在生产中结合实际情况，借鉴国外新技术，逐步形成了两性离子聚合物钻井液、正电胶钻井液、硅酸盐钻井液、甲基葡萄糖苷钻井液、聚合醇钻井液等一系列新技术，并在逐步形成高难度的超高温和超高密度钻井液体系。
国内在钻井液整体水平上与国外的差距仍然很明显，特别是国内外在钻井液技术与管理方面存在的认识上的区别，主要表现在目的、设计理念、处理剂、实施过程、对泥浆工程师的要求、创新目标、环境保护等方面，这是制约国内钻井液整体水平和技术进步的主要问题。
通过分析得出了一些认识，即：钻井液技术的发展依赖于新型钻井液处理剂的研制；对钻井液的维护不仅要注重过程控制，还要重视早期维护处理；提高钻井液的抑制性，确保钻井液的清洁有利于保护油气层；要通过“预防+巩固”的井壁稳定思路，进一步提高井壁稳定效果；钻井液无害化处理要从钻井液处理剂研制、生产以及钻井液设计、维护处理等全过程考虑。
建议今后钻井液技术工作要注重钻井液处理剂的超前研究，深入开展超高温和超高密度钻井液研究，加大油基钻井液的研究力度，通过认识上的提高来缩小国内在钻井液技术上与国外的差距。
关键词钻井液抑制性钻井液处理剂高温高压油基钻井液环境保护1前言近年来，随着石油勘探开发技术的不断发展，特别是深井、超深井及特殊工艺井钻探越来越多，对钻井液提出了更高的要求。
“安全、健康、高效”的钻井液技术，标志着钻井液技术研究和应用进入了一个全新的发展阶段。
围绕钻井液工程技术和“安全、健康、高效”这一发展主题，国外一些公司相继投入大量的人力和财力，以满足复杂条件的钻探技术油气层保护、油气测录井与评价、环保要求以及提高油气勘探开发综合效益等为目标，开展了大量基础理论和应用技术研究，取得了一系列的研究成果和应用技术。
高性能环保水基钻井液技术研究新进展
高性能环保水基钻井液技术研究新进展LIU Junyi【摘要】油基钻井液是复杂地层钻井施工的首选钻井液体系,但其配制成本较高且存在环保问题,井漏处理困难,一旦发生井漏问题,往往造成较大经济损失.为此,国外石油公司陆续研发了高性能环保水基钻井液体系,并提出了“客户定制式”高性能水基钻井液设计理念,而我国在高性能环保水基钻井液方面仍与国外成熟专利技术存在较大差距.本文从高性能环保水基钻井液体系、环保型钻井液关键处理剂、钻井液环保性能评价方法等3个方面,综述了国内外高性能环保水基钻井液技术研究新进展,展望了高性能环保水基钻井液技术发展趋势,以期为高性能环保水基钻井液体系与关键处理剂研究提供参考.【期刊名称】《精细石油化工进展》【年(卷),期】2018(019)006【总页数】6页(P29-34)【关键词】水基钻井液;环保;研究现状;发展趋势【作者】LIU Junyi【作者单位】【正文语种】中文钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分，在钻井工程施工中起着关键性作用，而研发高性能钻井液体系一直是钻井工程技术领域的研究重点与热点。
随着油气勘探开发难度的增大以及对经济和环境效益的不断追求，“安全、快速、优质、环保、高效”已成为钻井技术发展的更高目标，这必然对钻井液、完井液提出更全面更高的技术要求[1-4]。
现阶段，聚合物钻井液、聚磺钻井液等传统水基钻井液体系的性能均无法满足复杂结构井的钻井施工要求，环保与抗高温等性能有待全面改进提高，而油基钻井液则具有强抑制性、优良润滑性以及高温稳定性等优点，已成为复杂结构井钻井施工的重要技术手段[5-6]。
但随着我国环保法律法规的不断完善及环保要求的不断提高，钻井工程环保形势日益严峻，尤其在环境敏感和生态脆弱地区，钻井液已成为钻井工程的主要污染源之一，大量废弃钻井液与含油钻屑无法直接排放，需要利用特殊工艺进行无害化处理，相关工艺技术复杂，设备投入大，处理成本高，大大限制了油基钻井液的推广应用[7-8]。
环保钻井液技术现状及发展趋势
环保钻井液技术现状及发展趋势环保钻井液技术现状及发展趋势近年来，随着环保意识的提升和环境保护要求的增加，传统的钻井液技术面临着许多环境和健康问题。
环保钻井液技术的发展自然成为了研究热点，对于实现可持续发展和保护环境具有重要意义。
本文将探讨环保钻井液技术的现状，并展望其未来的发展趋势。
目前，环保钻井液技术已经在一些国家和地区得到了广泛应用。
环保钻井液技术主要从以下几个方面入手，以减少对环境的负面影响：减少有害物质的使用，提高钻井液的可降解性，优化废弃物处理等。
其中，减少有害物质的使用是减少环境影响的关键一步。
在减少有害物质的使用方面，环保钻井液技术已经取得了一些突破。
以传统的油基钻井液为例，其中含有大量的有害物质，会对地下水和土壤造成污染。
因此，研究人员致力于开发出更加环保的可生物降解的油基钻井液。
这种新型钻井液利用了生物降解菌，可以将有机物质转化为无害的物质，从而降低了对环境的污染。
同时，环保钻井液技术还致力于提高钻井液的可降解性。
可降解的钻井液可以在地下环境中迅速分解，减少环境长期受到污染的风险。
目前，一些新型的环保钻井液已经成功地将可降解剂添加到钻井液中，使得钻井液能够在短时间内分解成无害物质。
此外，环保钻井液技术还关注废弃物处理环节的优化。
传统的钻井液废弃物处理通常会对环境造成严重污染。
环保钻井液技术则致力于找到更加安全和有效的废弃物处理方法。
例如，通过采用生物处理技术或者高温热解技术，可以将废弃物转化成对环境无害的物质。
未来，环保钻井液技术仍面临一些挑战，但也存在许多发展机遇。
首先，随着技术的进步，新型环保钻井液的研发将更加快速，其性能也会进一步提高。
其次，环保法规的加强将有助于推动环保钻井液技术的应用和发展。
此外，人们环保意识的增加以及环境保护的需要也将促进环保钻井液技术的发展。
总之，随着环保意识的不断提高，环保钻井液技术已经成为了石油行业关注的焦点。
通过减少有害物质的使用、提高钻井液的可降解性和优化废弃物处理等措施，环保钻井液技术已经取得了一些进展。
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钻井液技术新进展摘要：钻井液技术的革新对加强石油勘探开发，提高石油采收率具有重要作用。
本文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、低密度钻井液流体、储层保护等技术，同时介绍了国内钻井液技术的相关进展，通过分析比较，指出开发新型钻井液技术的关键在于研发新的处理剂，为钻井液技术的发展指明了方向。
关键词：水基钻井液；油基钻井液；钻井液处理剂；纳米技术油气井工作液指在钻井、完井、增产等作业过程中所使用的工作流体，包括钻井液、钻井完井液、水泥浆、射孔液、隔离液、封隔液、砾石充填液、修井液、压裂液、酸液及驱替液等。
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，随着当前复杂地层深井、超深井及特殊工艺井越来越多，对钻井液技术提出了更高的要求。
为此，国内外对应用基础理论和新技术方面进行了广泛的研究，取得了一系列的研究成果和应用技术，有效的解决了钻井过程中迫切的难题，并为钻井液技术的进一步发展奠定了基础指明了方向。
本文在调研近几年国内外钻井液新技术的基础上，对国外和国内钻井液技术的新进展分别进行阐述[1-3]。
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）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[4-5]。
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，与地层矿物基质结合，增强井壁稳定性；钻速提高剂能覆盖在钻屑和金属表面，防止钻头泥包；可变形聚合物封堵剂能与泥页岩微孔隙相匹配，形成紧密填充[6]。
在墨西哥湾、美国大陆、巴西、澳大利亚及中国的冀东、南海等地的现场应用效果表明，高性能水基钻井液具备抑制性强、能提高机械钻速、高温稳定、保护储层及保护环境的特点[7-8]。
1.1.2成膜水基钻井液技术通过在水基钻井液中加入成膜剂，使钻井液在泥页岩井壁表面形成较高质量的膜，以阻止钻井液滤液进入地层，从而在保护储层和稳定井壁方面发挥类似油基钻井液的作用。
据CSIRO（Commonwealth Scientific andIndustrial Research Organization）和Baroid 的报道，他们研制了具有成膜效能的3 种新型化合物，它们的膜效率在55%～85% 之间，在此基础上形成了具有高膜效率的新型水基钻井液，并在现场取得了良好的应用效果。
目前已肯定几种钻井液体系具有成膜作用，分别为：①聚合醇钻井液体系；②甲基葡萄糖甙钻井液体系；③硅酸盐钻井液体系，其中膜效率最好的为硅酸盐钻井液体系[9-10]。
1.1.3油基钻井液技术1）具有平坦流变性能的油基钻井液。
M-I公司研发了一种用于深水钻井、大位移井并具有平坦流变性能的油基钻井液，该体系由少量有机土、适量增黏剂、乳化剂、流型调节剂等组成，其流变性不受温度压力影响，滤失量小、井眼净化能力强，可有效保护储层，能解决随温度和其他环境改变而引起的井底清洁能力下降、环空当量循环密度过大、重晶石沉降和井漏等问题，并满足环境保护的要求。
2）低固相矿物油基钻井液。
该钻井液[11]用溴化钙盐水作分散相，标准矿物油作连续相，液态树脂有机物替代天然沥青作降滤失剂,在挪威中部Aasgard 油田的现场应用效果表明，与传统钻井液相比，该钻井液具有更好的封堵性及热稳定性，井眼净化时间短、保护储层效果好。
3）高密度低固相油基钻井液。
M-I公司用甲酸铯盐水配制了密度为1.66 g/cm3 的低固相油基钻井液[12]，在Statfjord 油田的现场应用效果表明，该钻井液与常规油基钻井液的差别在于固相含量由22%降低到了1%，不会发生井眼失稳、对地层损害小且能提高油井产能。
4）不含有机土的油基钻井液。
哈利伯顿白劳德公司报道了一种不含有机土的油基钻井液，其基本配方如下[13]。
现场应用效果表明，该钻井液可解决高压、高温（204 ℃）和高密度（2.2 g/cm3）条件下重晶石的沉降问题，能降低大位移井中的当量循环密度。
5）无固相钻/完井液。
贝克休斯钻井液公司研发了一种由石蜡、乳化剂、润湿剂、油、氯化钙及溴化钙盐水组成的无固相钻/完井液，该体系可用于活性页岩中钻井和水平井中的砾石充填液，其密度可通过改变油水比、CaCl2 或CaBr2 水相密度来调节。
1.2防漏堵漏技术1.2.1 用于严重漏失的堵漏塞M-I公司研发了一种FORM-A-SQUEEZE堵漏塞，可用于解决各种裂缝、孔洞地层漏失及井喷事故，其配制的高滤失/ 高固相钻井液经过漏层时，液相挤压钻井液而快速形成泥饼封堵漏层，抗温可达232 ℃且环境友好，封堵效果不受速凝剂、缓凝剂、温度及时间的影响。
哈利伯顿白劳德公司研发了一种能够制止严重或完全钻井液漏失、层间窜流及井喷的堵漏剂FlexPlug®，其封堵作用通过堵漏剂与钻井液之间的化学反应而实现，该反应迅速且节省钻进时间，不需要起下钻，在钻头下与钻井液混合后能够很快形成堵漏塞，产生封堵效果[14-16]。
1.2.2弹性石墨类材料弹性石墨为具有弹性、菱角、双组分碳结构的材料，在孔隙和微裂缝的压缩状态下，能够先收缩继而又膨胀，具有较好的弹性、可变形性、韧性和化学稳定性，在扩张填充和内部挤紧压实双重作用下，可自适应封堵不同形状和尺寸的孔隙或裂缝。
代表产品有哈里伯顿白劳德公司的STEELSEAL®、贝克休斯钻井液公司的LC-LUBE 和菲利普斯公司的Rebound TM[17]。
1.2.3井眼加固技术国外提出了通过增大井壁强度并有效提高地层抗破裂能力的方法，用来加固渗透性地层和非渗透性地层，以达到加大井眼稳定窗口，并以较高钻井液密度钻进时不会发生漏失的目的，该方法为解决钻井过程中的漏失问题提供了新的思路。
为了达到井眼加固的目的，需要通过像楔子一样来挤压井眼周围岩石而形成小裂缝，钻井液中的合适固相封堵材料迅速进入裂缝并在裂缝开口附近形成桥塞，桥塞渗透率必须足够低，以便阻隔液柱压力的传递，产生能够封堵裂缝、阻止裂缝进一步扩大、防止压力传递到裂缝末端、提高井眼周向应力的“应力笼”效应，达到防漏堵漏的效果。
代表性的井眼加固技术有，M-I 公司的一体化井眼加固技术I-BOSS、哈里伯顿白劳德公司的Wellbore Stress Management TM技术等[18]。
1.3抗高温钻井液技术1.3.1 抗高温处理剂M-I公司研制了一种聚乙烯基吡咯烷酮PVP[19]，该聚合物可使钻井液具有良好的剪切稀释性和携带能力，抗温达180 ℃；M-I 公司还研制了一种分子量为50 万～100 万的共聚物Hosta-drill4706，其能改善钻井液的流变性，抗温达230 ℃；M.Samuel等[20] 研制了一种两性离子表面活性剂VIS-PILL，其既可作增黏剂，又可作降滤失剂，抗温达190 ℃；Md.Amanullah 等从天然材料中提取了GSP作高温保护剂，其可阻止膨润土钻井液在150 ℃以上的高温下热降解；Luigi F. 等[21] 研发了一种柠檬酸锆抗高温降黏剂ZRC，其能在204 ℃以上控制膨润土的高温胶凝，提高其它处理剂的热稳定性；美国报道了由AMPS、SMP 及AM 共聚合成的处理剂COP-1、COP-2，抗温达262℃；德国报道了由钠、锂、镁和氧组成的合成多层硅SIV[22]，热稳定性达370℃，其结构类似于天然膨胀性微晶高岭石，用其配制的钻井液体系抗温达233 ℃。
1.3.2抗高温钻井液体系1）甲酸盐无固相钻井液。
常用处理剂在甲酸盐钻井液中配伍性好，且甲酸盐能提高聚合物的高温稳定性和热稳定性。
Mobil 公司首次成功应用了甲酸盐钻井液钻高温高压井，在德国Walsrode 地区和印度尼西亚Belanak 油田，高温高压井温度分别达到162.8 ℃和157 ℃，应用甲酸盐无固相钻井液作基浆钻井，取得了较好的应用效果[23]。
2）无膨润土抗高温钻井液。
M-I公司开发了一种在180～220 ℃下能保持稳定的无膨润土抗高温钻井液体系[24]，其由乙烯酰胺- 磺化乙烯共聚物、改性黏土、不同粒径碳酸钙、氧化镁等组成，该钻井液在Kalinovache 和Molve 气田的5 口高温高压井中取得了较好的应用效果。
3）抗高温硅酸盐钻井液。
斯伦贝谢公司研制了一种抗高温硅酸盐钻井液体系[25]，其选用了在163 ℃和高pH 值下仍能保持稳定的共聚物作抗高温聚合物，基本配方如下。
1.4%KCl+0.07%Na2CO3+0.285%常规PAC+0.3%Ulpac+4.2% 抗高温聚合物+0.2%XC+2.282% 硅酸钠+ 改性沥青+1.14% 胺基高温稀释剂该钻井液性能重复性好，160 ℃下高温高压滤失量仅为5 mL，且抑制性强。
4）抗高温聚合醇钻井液。
M-I公司研制了一种抗高温聚合醇钻井液，其由聚合醇、反絮凝剂、降滤失剂、聚合物高温稳定剂及低分子量聚合物降黏剂等组成，该钻井液性能稳定、静切力低、抗污染能力强，在中国海南亚成21-1-4 井取得了较好的应用效果，井底温度达212 ℃。
5）抗高温SIV 钻井液。
SIV 钻井液中添加了一种热稳定性高达370 ℃的合成多层硅SIV，其配方如下。
150 kg/m3 淡水+1.35 kg/m3SIV+1.35 kg/m3 聚合物抗絮凝剂+9.45 kg/m3 KCl+0.45 kg/m3 Na2CO3 +0.95 kg/m3 Na2SO3+4.5 kg/m3 碳酸钙该钻井液在233 ℃的温度下仍能保持良好的黏度，不会发生高温絮凝等问题。
在德国的KTB-HB工程中使用了这种钻井液，结果表明SIV 钻井液具有较好的悬浮性、抗污染性及高温高压流变性[22]。
1.4提高机械钻速的钻井液技术近年来国外相继开发了多种增速剂产品[26-31]，形成了能提高机械钻速的钻井液技术，并取得了良好的应用效果，其主要原理是清洗钻头，防止钻屑吸附，减小扭矩而提高钻速。
1.5低密度钻井流体技术1.5.1新型微泡钻井液技术微泡钻井液（Aphrons）以其独特的低剪切流变性而广泛应用于钻衰竭储层和低压地层[32]，M-I公司最新研制了一种改进的微泡钻井液体系[33]，改进后的配方中添加了一种由生物聚合物黄原胶和表面活性剂BLUE STREAK 混合而成的微泡稳定剂。
研究发现，形成的微泡抗压强度达28.75 MPa，能快速形成气泡膜，减轻钻井液的侵入，且在孔隙介质表面吸引力小，因而形成的密封无黏结力，采油中易排出。