钻井液处理剂类型与功用(11.21)
钻井液处理剂名称对照及主要用途
NW-1，
HT-201
CSW-1，
醚化剂
POLY-KAT
MCAT-A
水基钻井液抑制剂
阳离子聚合物
（大阳离子）
DA -Ⅲ，MP-1
CPAM
SP-2
ND-89（91）
KAT-DRILL
MCAT
水基钻井液页岩包被剂
防塌剂
WFT-666，YZ-1
水基体系防塌剂
乙二醇衍生物
AQUA-COL
水基体系页岩抑制剂
复合离子多元共聚物降粘剂
GD-18, JT-900
XY-27, PSC90-6
PAC145
MIL THIN
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
镜铁矿粉
钒钛铁矿粉
钛铁矿粉
DENSIMIX
BARODENSE
FER-OX
IDWATR
各种钻井液中加重及
封堵又喷又漏
碳酸钙粉（CaCO3）
石灰石粉
碳酸钙粉
W.O.30
BARACARB
LO-WATE
LDCARB 75
酸溶性加重剂
重晶石与赤铁矿混合物
BAR-PLUS
各种钻井加重材料及
封堵又喷又汛
方铅矿粉(PbS)
腐植酸钾、铁、铬等
KHm, FeHm, NHmK
NSHmK, SNK-2
PSC
水基体系页岩抑制剂
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。
钻井液处理剂的分类
钻井液处理剂的分类
钻井液处理剂的分类
随着钻井液体系的不断更新，配浆原材料和处理剂的品种也在不断地增加，处理剂的性能、质量和技术水平实际上代表了钻井液工艺技术的发展水平。
钻井液配浆原材料是指在配浆中用量较大的基本组分，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极大的影响。
钻井液处理剂的分类方法：
按其组成分类：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。
有机处理剂按其来源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。
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16类：
(1)降滤失剂；(2)增粘剂；(3)乳化剂，使油水乳化产生乳状液；(4)页岩抑制剂；(5)堵漏剂；
(6)降粘剂；(7)缓蚀剂；(8)粘土类；(9)润滑剂；(10)加重剂；(11)杀菌剂；(12)消泡剂；(13)泡沫剂；(14)絮凝剂；(15)解卡剂；(16)其它类等。
这16类处理剂所起的作用各不相同，但在配制和使用钻井液时，并不同时使用这些处理剂，而仅仅根据需要使用其中的几种。
有时，一种处理剂在钻井液中同时具有几种作用。
例如，有的降失水剂同时兼有增粘或降粘作用，絮凝剂同时兼有增粘剂的作用等。
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。
常用钻井液料及其功用
一、稀释剂泥浆稀释剂，或分散剂，通过破碎粘土层边和面之间的附着而降低粘度（见图1）。
稀释剂吸附粘土层，因此破坏了层间的引力。
加入稀释剂可以降低粘度、切力和屈服值。
大多数的稀释剂都可以划分为有机材料或无机磷酸盐络合物。
有机稀释剂包括木质素磺酸盐、木质素和丹宁。
与无机稀释剂相比，有机稀释剂可用于高温条件下（铬酸盐也是很好的耐高温稀释剂，但是不适合用于环境敏感地区）。
有机稀释剂通常会有助于滤失控制。
聚合；絮凝；（面对面）；（边对面）；（边对边）；解胶；抗絮凝图. 1粘土颗粒的连接无机稀释剂包括焦磷酸钠（SAPP）、四焦磷酸钠、四磷酸钠和六偏磷酸钠。
无机稀释剂在低浓度情况下是有效的，但是通常只用于150ºF的温度以下。
它们的应用一般局限于氯化物浓度低和pH值低的淡水粘土泥浆。
长期以来，水被作为钻井泥浆的一种十分有效的稀释剂使用，其降粘效果是通过减少钻井液中的总体固相浓度来达到的。
钻井作业中钻屑不断混进泥浆中，那么这些钻屑最终也需要用水进行稀释或者必须用机械的方式清除。
应当定期添加水到水基泥浆中，以补充渗漏到地层和在泥浆池中蒸发的水份。
如果不补充水，那么由于固相浓度增加，粘度就会上升。
而化学方式的降粘效果不佳。
在没有添加重晶石或膨润土的情况下，塑性粘度的稳定上升就说明水分减少了。
磷酸盐是最早可以大批量供应的化学稀释剂之一。
磷酸盐通过吸附粘土颗粒而起作用，因此，它能达到令人满意的电平衡和允许颗粒自由地悬浮在溶液中。
磷酸盐的这种分散效果归因于轻度的阴性粘土片晶置换，它可使片晶相互排斥，最终这些断裂边缘的化合价趋于饱和。
在被严重污染的离子环境中，磷酸盐的使用是有限的。
如果有自由的钙离子或镁离子存在，不论其数量多少，都将会形成磷酸盐的络合物或者不溶的金属离子磷酸盐。
由于清除了可用的磷酸盐，这就限制了降粘能力。
表2列出了常用的用于现场钻井泥浆应用中的磷酸盐优点1) 在井深较浅的条件下，在大多数膨润土水基泥浆中，磷酸盐是一种十分有效的稀释剂。
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。
胜利油田钻井液处理剂的应用品种及性能简介综述
淄博中轩、河北新河
石油大学、角洲、钻井 复合材料厂 泥浆制剂厂
5、页岩抑制剂类
产品名称
无荧光防塌 降滤失剂 PA-1
水解聚丙烯腈铵盐 NH 4-HPAN
水解聚丙烯腈钾盐 K-HPAN
主要组成
性能特点
生产单位
腐植酸、烯类单体 磺化、缩聚而成
聚丙 烯 腈 在 200℃、 20MPa 下 水解而成，分子中 含羧铵基、酰胺基 及腈基 聚丙烯腈经 KOH 水解而成，分子中 含羧钾基、酰胺基
淀 粉 与 氯 乙 酸 盐水钻井液中降失水效果好，对
反应而成
粘度影响小，具有防塌作用。
AA 、AM 、AN 、 用于淡水、海水、饱和盐水钻井
AS 等单体共聚 液的降滤失剂，不增粘，与 PAC
而成
系列、 PAM 等配合使用较好。
AA 、AM 、AN 、 用于淡水、海水钻井液的降滤失
AS 等单体与腐 剂，降粘、防塌，与 PAC 系列、
表面活性剂、页岩抑制剂、降粘剂、高温稳定剂、增粘剂和加重剂等。这些产品分别属
于无机化学产品、有机化学产品、合成聚合物、天然或天然材料改性产物等。
2、钻井用化学剂的作用
钻井液处理剂的作用是用于配制钻井液，并在钻进过程中维护和改善钻井液性能。
钻井液是钻井中使用的作业流体，在钻井过程中，钻井液起着重要的作用，人们常常把
钻井液比作“钻井的血液” ，其功能是：悬浮和携带岩屑，清洗井底；润滑冷却钻头，
提高钻头进尺， 通过钻头水眼冲击地层， 有利于破碎岩石； 形成泥饼， 增加井壁稳定性；
建立能平衡地层压力的液柱压力， 已发生卡、 塌、漏、喷等复杂事故； 使用涡轮钻具时，
可作传递动力的液体。由此可见，良好的钻井液性能是钻井作业顺利进行可靠保证，而
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
胜利油田钻井液处理剂的应用品种及性能简介
胜利油田钻井液处理剂的种类及性能简介一、前言我国自20世纪70年代以来，在油田化学品的研制、开发和应用方面取得了很大的进展，经历了70年代的的起步阶段，80年代的发展阶段和90年代的完善阶段，使油田化学品从少到多，从外专业引进到专门的油田化学品的开发已经逐步形成了规模化的油田化学品工业，在不同省市、地区也已经形成了规模不一的的油田化学品生产基地。
油田化学品已拥有上千个品种，年销售量超过1000kt，总价值近20亿元，油田化学品的研制、开发与应用，不仅在石油工业中发挥了重要的作用，而且在一定程度上促进了精细化工的发展。
在油田化学品中，钻井用化学品（包括钻井液处理剂和油井水泥外加剂）是用量最大的油田化学品，约占油田化学品总量的60％左右。
钻井用化学品方面，我国从20世纪80年代以来，逐渐发展并完善了系列钻井液处理剂，从而完善了各种钻井液体系，促进了现代优化钻井工艺技术的发展。
90年代以来新一代聚合物——2－丙烯酰胺－2－甲基丙磺酸（AMPS）多元共聚物产品的开发逐渐受到重视，并已在现场应用中见到了明显的效果。
随着科学技术的不断进步，钻井液处理剂正朝着逐步形成配套的新型系列产品的方向发展，并基本上满足了我国各种类型钻井作业的需要。
目前，我国钻井液处理剂已发展到18类，上千个品种。
在今后一个时期，钻井工程面临的形势是西部深井、超深井的钻探问题；东部老油田打加密井、多分枝井提高采收率、低渗透油气藏的开发及滩海地区钻大位移井，实现海油陆采问题，应重点开发以下钻井用化学剂品种：（1）适用于深井（大于4500m）、抗高温（150℃－180℃或更高），抗盐（NaCl至饱和）、抗钙或镁的增粘剂，降滤失剂，降粘剂和流型改进剂；（2）大位移井，多分枝井用的润滑剂、井壁稳定剂、流型改进剂和低伤害处理剂；（3）复杂易坍塌地层的泥页岩稳定剂，堵漏剂；（4）低渗透地层钻井用保护油气层的各种处理剂；（5）对环境友好、低成本的天然材料改性产品。
常用钻井液料及其功用
一、稀释剂泥浆稀释剂，或分散剂，通过破碎粘土层边和面之间的附着而降低粘度（见图1）。
稀释剂吸附粘土层，因此破坏了层间的引力。
加入稀释剂可以降低粘度、切力和屈服值。
大多数的稀释剂都可以划分为有机材料或无机磷酸盐络合物。
有机稀释剂包括木质素磺酸盐、木质素和丹宁。
与无机稀释剂相比，有机稀释剂可用于高温条件下（铬酸盐也是很好的耐高温稀释剂，但是不适合用于环境敏感地区）。
有机稀释剂通常会有助于滤失控制。
聚合；絮凝；（面对面）；（边对面）；（边对边）；解胶；抗絮凝图. 1粘土颗粒的连接无机稀释剂包括焦磷酸钠（SAPP）、四焦磷酸钠、四磷酸钠和六偏磷酸钠。
无机稀释剂在低浓度情况下是有效的，但是通常只用于150ºF的温度以下。
它们的应用一般局限于氯化物浓度低和pH值低的淡水粘土泥浆。
长期以来，水被作为钻井泥浆的一种十分有效的稀释剂使用，其降粘效果是通过减少钻井液中的总体固相浓度来达到的。
钻井作业中钻屑不断混进泥浆中，那么这些钻屑最终也需要用水进行稀释或者必须用机械的方式清除。
应当定期添加水到水基泥浆中，以补充渗漏到地层和在泥浆池中蒸发的水份。
如果不补充水，那么由于固相浓度增加，粘度就会上升。
而化学方式的降粘效果不佳。
在没有添加重晶石或膨润土的情况下，塑性粘度的稳定上升就说明水分减少了。
磷酸盐是最早可以大批量供应的化学稀释剂之一。
磷酸盐通过吸附粘土颗粒而起作用，因此，它能达到令人满意的电平衡和允许颗粒自由地悬浮在溶液中。
磷酸盐的这种分散效果归因于轻度的阴性粘土片晶置换，它可使片晶相互排斥，最终这些断裂边缘的化合价趋于饱和。
在被严重污染的离子环境中，磷酸盐的使用是有限的。
如果有自由的钙离子或镁离子存在，不论其数量多少，都将会形成磷酸盐的络合物或者不溶的金属离子磷酸盐。
由于清除了可用的磷酸盐，这就限制了降粘能力。
表2列出了常用的用于现场钻井泥浆应用中的磷酸盐优点1) 在井深较浅的条件下，在大多数膨润土水基泥浆中，磷酸盐是一种十分有效的稀释剂。
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2 纯碱Na2CO3 改善水质、土质、沉除钙离子。
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。
钻井液及其处理剂作用原理
它能够改变钻井液的流变性、密度、粘度、切力等物理化学性质，以满足钻井过程 中的各种需求。
钻井液处理剂在钻井过程中起着至关重要的作用，能够提高钻井效率、保护井壁、 防止钻屑沉积等。
钻井液处理剂的分类
根据作用原理，钻井液处理剂可分为
页岩抑制剂
防止页岩水化膨胀和分散，保 持井壁稳定。
降滤失剂
降低钻井液滤失量，保持钻井 液性能稳定，防止地层水化膨 胀和坍塌。
流型调节剂
调节钻井液流型，控制流速和 压力，防止井喷和漏失。
润滑剂
降低钻具和岩石之间的摩擦系 数，减少磨损和卡钻事故。
PART 03
钻井液处理剂的作用原理
粘土防膨剂的作用原理
润滑剂的应用
润滑剂是一种用于改善钻井液润 滑性的处理剂，其主要作用是降 低钻具与井壁之间的摩擦阻力，
提高钻井效率。
润滑剂通过在钻具和井壁表面形 成润滑膜，减少摩擦阻力，降低 磨损和摩擦热，提高钻井效率。
在钻井过程中，润滑剂可以有效 减轻钻具的磨损和摩擦阻力，减 少卡钻和泥包等事故的发生，提
高钻井安全性和效率。
PART 05
结论
钻井液及其处理剂的重要性
保障钻井安全
保护储层
钻井液及其处理剂能够提供良好的润 滑性、携岩能力和稳定性，有效防止 钻井过程中的井喷、卡钻等事故，保 障钻井作业的安全进行。
钻井液及其处理剂能够选择性地与储 层岩石和流体相容，减少储层伤害， 提高油气采收率。
提高钻井效率
钻井液及其处理剂能够通过降低摩擦 阻力、减少钻头磨损等方式，提高钻 井效率，缩短钻井周期，降低钻井成 本。
润滑剂的作用原理
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。
钻井液处理剂
钻井液处理剂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2.0—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2.04g/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2.5g/cm3。
易溶于水，水溶液呈碱性，PH值为11.5。
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。
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2 纯碱 Na2CO3 改善水质、土质、沉除钙离子。
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。
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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。
90%
100% 110% 120%
1.40
1.43 1.45 1.47
130%
140% 150%
1.50
1.53 1.55
三、加重材料
加量(W/V水) 10% 20% 密度(g/cm3) 1.072 1.123 加量(W/V水) 160% 170% 密度(g/cm3) 1.635 1.653
30%
1.750 1.773 1.786
110%
120% 130% 140%
1.520
1.562 1.581 1.593
260%
1.802
150%
1.616
三、加重材料
BZ-W1 10% BZ-W2 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%
、
混 合 加 量 和 密 度 的 关 系
BZ-W1 BZ-W2
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 4. 大 分 子 包 被 剂 ： PHPA 、 K-PAM 、 PAC-141、PAMS-601、FA-367、大 阳离子。 5. 降 滤 失 剂 ： 纤 维 素 类 （ PAC-LV 、 CMC-MV、 CMC-LV ）；丙烯酸类 （ NH4HPAN 、 Redu ） ； 淀 粉 类 (CMS 、 羟 丙 基 淀 粉 ) ； 树 脂 类 （SMP、SPNH）
1.40
※ ※ ※
1.40
※ ※ ※
90%
100% 110% 120% 130% 140%
1.39
1.42 1.44 1.47 1.49 1.51
1.42
1.44 1.46 1.48 1.50 1.52
1.43
1.45 1.46 1.49 1.50 1.52
1.44
1.46 1.49 1.50 1.51 ※
3.几个基本概念 （1）晶格取代：在晶体结构保持不变的条件 下，高价中心离子被低价正离子取代的现象。结 果是正电荷亏损，粘土带负电。 （2）补偿阳离子：被吸附来补偿正电荷亏损 的阳离子。如K+、Na+、Ca2+、Mg2+等。
二、配浆材料
（一）常见粘土矿物晶体构造
3.几个基本概念
（3）可交换阳离子：在有水存在时，可与 溶液中其它阳离子发生交换那部分补偿阳离子。
10%
20% 30% 40%
1.10
1.15 1.19 1.24
1.14
1.18 1.22 1.26
1.18
1.21 1.25 1.28
1.21
1.24 1.27 1.30
1.23
1.26 1.30 1.33
1.26
1.29 1.32 1.35
1.29
1.32 1.34 1.37
1.32
1.34 1.36 1.39
用途：钻井液碱度调节剂。
四、无机盐类
不同碱度下的离子状态：引起滤液碱度 的 离 子 主 要 是 氢 氧 根 （ OH- ） 、 碳 酸 根 （CO32-）和碳酸氢根（HCO-）离子。
二、配浆材料
（一）常见粘土矿物晶体构造
1.粘土矿物的两种基本构造单元 （1）硅氧四面体： 是由一个硅原子和四 个等距的氧原子组成， O-O 距离为 2.61 埃， Si-O距离为1.61埃。
二、配浆材料
（一）常见粘土矿物晶体构造
1.粘土矿物的两种基本构造单元
（ 2 ）铝氧八面体：是 由一个铝原子和六个氧 原子或氢氧原子组成， 铝原子处于正八面体中 心，氧原子或氢氧原子 处 于 八 面 体 顶 点 ， O-O 距离为 2.60 埃， OH-OH 距 离为2.94埃。
2.几种常见粘土矿物的晶体构造
（ 2 ）高岭石（ 1:1 型）： 一层四面体片和一层八面体 片组成，所有硅氧四面体的 尖顶都朝向八面体，通过共 用氧原子连接成晶层。晶层 间连接紧密，阳离子交换容 量低，水化分散性膨胀性差， 矿物稳定行强，C轴间距 =7.2埃。
高岭石晶体结构示意图
二、配浆材料
（一）常见粘土矿物晶体构造
1.45
1.48 1.49 ※ ※ ※
1.45
1.48 ※ ※ ※ ※
1.46
※ ※ ※ ※ ※
※
※ ※ ※ ※ ※
※
※ ※ ※ ※ ※
三、加重材料
（二）液体加重剂
2.甲酸盐系列加重剂 甲酸盐包括三种：甲酸钠（ HCOONa ）、 甲酸钾（ HCOOK）和甲酸铯（HCOOCs）。 HCOONa 、 HCOOK 和 HCOOCs 饱和溶液 的密度分别为1.34、1.60 和2.3 g/cm3 ，由于不 需另添加膨润土和固体加重材料，因此非常适 于配制无固相或低固相钻井液与完井液。且具 有水力特性优良，环空压耗小，机械钻速高， 储层保护好的作用。
有机盐系列产品水溶液密度调节范围 BZ-W3 1.55 g/cm3 1.80 g/cm3
1.00 g/cm3
BZ-W1
1.35 g/cm3
BZ-W2
三、加重材料
加量(W/V水) 10% 密度(g/cm3) 1.05 1.10 1.15 1.18
BZ-W1
20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 95%
石灰石
铁矿粉 钛铁矿粉 方铅矿
CaCO3
Fe2O3 TiO2. Fe2O3 PbS
2.7-2.9
4.9-5.3 4.5-5.1 7.4-7.7
酸溶
酸溶 酸溶 酸溶
三、加重材料
（二）液体加重剂
1.有机盐系列加重剂
有 机 盐 BZ-WYJ 系 列 产 品 是 低 碳 碱 金 属 （钾、钠、铵、季铵）有机酸盐、有机酸铵、 有机酸季铵的复合物
渤海钻探工程公司集中培训课件-钻井液专业
制作人：王思友
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
（一）基本概念
1. 配浆材料：指在配浆中用量较大的基本 组分。例如：膨润土、水、油和加重材料等。 2. 处理剂：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求而加入的化学添 加剂。处理剂是钻井液的核心部分，往往使用
很少加量就会对钻井液产生极大影响。
一、钻井液材料分类
（二）钻井液材料分类
无机处理剂 按化学性质 分类 有机处理剂
阴离子处理剂
阳离子处理剂 非离子处理剂 复合离子处理剂
一、钻井液材料分类
（二）钻井液材料分类
粘土类、加重剂、絮凝剂、
降滤失剂、页岩抑制剂、增 按作用分类 粘剂、润滑剂、降粘剂、堵 漏剂、消泡剂、泡沫剂、解 卡剂、缓蚀剂、杀菌剂、乳
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 10.堵漏材料：果壳、云母片、单封、 石棉粉。
11.其他
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
12-16m3/T ，主要用于配制盐水钻井液和饱
和盐水钻井液。缺点是滤失量大，泥饼质量 不好，须配合降滤失剂才能使用。
二、配浆材料
（四）有机土
有机土是由钠土或抗盐土，以阳离子型 表面活性剂活化，使其改变表面性质（由亲 水变为亲油）而制成的，它可以在油中分散 配制成符合各种需要的油基钻井液（或解卡
液），主要用于复杂地层（如盐膏层、盐泥
1.特质粘土（造浆率>16 m3/T） 2.优质粘土（造浆率>7.4 m3/T） 3.普通粘土（造浆率>3.6 m3/T） 4.低质粘土（造浆率>1.6 m3/T）
二、配浆材料
（三）抗盐土
抗盐土包括海泡石、凹凸棒石和坡缕缟 石等，是铝和镁的水硅酸盐，其晶体构造为 纤维状或棒状，是较典型的抗盐、耐高温的 粘土矿物，在盐水甚至饱和盐水中造浆率达