全阳离子钻井液
阳离子乳液聚合物钻井液体系在水平井中的应用
重庆钻井液技术服务公司
3 钻井液体系配方与性能
表2 阳离子乳液聚合物钻井液体系性能
类别 性能 AV(mpa.s) YP(pa) FL(ml) G10″(pa) G10′(pa) 常温性能 25～55 10～20 5～15 1 ～5 1～15 150℃/16h高温老化后性能 20～50 5～15 5～20 1 ～5 1～15
哈拉 哈塘 组
T3h2 T3h1
造斜点:4232.0m 4206/ 4184.46 142/ 121.27
造斜点:4232.0m 4204.5/ 4183.5 138/ 118
T2a4 中 生 界 三 叠 系 阿克 库勒 组
4650/ 4253.33
444/ 68.87
4650.0/ 4253.6
445.5/ 70.1
YT2-17H、AT9-11H等水平井钻井施工。较好
地解决了塔河油田三叠系、二叠系中英安岩、
玄武岩和石炭系坍塌问题，取得很好的应用 效果。
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4 AT9-11H现场应用
井况介绍 AT9-11H井是塔河油田三叠系油藏AT9井区水平水平 井组的第一口井，该井采用三开井身结构设计，设 计井口间距为8米，要求施工中加强井眼轨迹控制， 直井段的水平位移必须控制在5米以内。三开井段 采用阳离子悬乳液钻井液体系，要求做好钻井液的 维护处理，调整好钻井液性能，确保施工作业安全 顺利。 （1）钻遇地层 AT9-11H井钻遇地层（斜导眼井段）如表3所示， （斜井段+水平井段）如表4所示：
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4 AT9-11H现场应用
（3）钻井液设计
根据井身结构和地质结构特点，结合前期水平
阳离子聚合物钻井液体系研制及现场试验
阳离子聚合物钻井液体系研制及现场试验毛伟汉【摘要】阳离子聚合物钻井液体系的抑制、包被、絮凝效果显蓍。
对包被剂、抑制剂性能的评价有两种方法：一是测定岩屑回收率，回收率越高，抑制分散效果越好；二是岩心膨胀量的测定，膨胀量越低，抑制性越好。
确定钻井液处理剂配方为：0.2%～0.3%HX-D+0.2%～0.3%NW-1+0～0.3%NPAN-2+0.2%～0.4%HPNH+0.2%～0.3%DJ-C （或0.2%FPS）。
大、小阳离子聚合物钻井液是一种优良的聚合物钻井液体系，该体系对抑制大庆油田上部地层大段泥岩造浆和井壁泥岩水化膨胀效果显著，可有效减少缩径、井眼不畅、下钻遇阻、钻具泥包等井下复杂现象。
该钻井液体系性能稳定，固相含量低，外排钻井液量少。
【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】3页(P23-24,25)【关键词】大阳离子;小阳离子;聚合物钻井液;黏度;实验【作者】毛伟汉【作者单位】大庆油田钻探工程公司钻井三公司【正文语种】中文大庆油田油层以上为大段泥岩层，埋深最小达到800m，最大到1 000m。
嫩江组从嫩4段到嫩1段长600～800m，黏土矿物含量达到50%以上，其中以蒙脱石和伊利石为主。
2000年以后，通过使用钾铵聚合物钻井液体系和乳液高分子聚合物钻井液体系地层造浆得到有效控制，同时泥岩吸水膨胀导致的缩径和井壁剥落坍塌现象大幅度减少。
但是钻井液稳定性还不理想，钻井液外派量大，还存在下钻遇阻、泥包问题。
通过对国内外有关聚合物钻井液文献的研究，阳离子聚合物钻井液体系的抑制、包被、絮凝效果显著。
经过对大阳离子、小阳离子性能以及与其他处理剂的配合性进行研究，合成了一种适合强抑制钻井液配方体系，现场应用取得了显著效果。
抑制剂包括聚丙烯酸钾K—PAM、乳液包被剂GJ—2、两性离子聚合物FA368、大阳离子聚合物包被絮凝剂XW—D、小阳离子NW—1。
防塌降滤失剂包括铵盐NPAN、复合铵盐NPAN—2、磺化沥青FTD2、高温高压降滤失剂HPNH、褐煤树脂SMLP。
阳离子钻井液在锦州某区块的应用
阳离子钻井液在锦州某区块的应用摘要：先期所使用的PEM、PEC钻井液体系已不能满足锦州区块钻井作业需求，在这种情况下，引入阳离子钻井液体系。
经现场十余口井作业，成功解决了311.15mm井段钻井作业中一系列复杂情况与事故：下部井段钻屑携带问题，钻进过程中频繁憋压，倒划眼起钻中憋压、憋扭矩、憋抬钻具。
因此，憋卡事故有效降低，钻井作业时效大幅度提高。
关键词：阳离子钻井液锦州区块倒划眼起钻井下复杂情况一、绪论锦州某区块311.15mm井段前期曾使用两种水基钻井液体系，PEM钻井液体系利用氯化钾获得强抑制性能，利用PF-PLH实现包被性能，此外，为了获得较高的低剪切速率粘度，必然会导致泥浆的漏斗粘度及表观粘度上升，这不利于大斜度井和大位移水平井的携砂及紊流冲刷，当降低漏斗粘度及表观粘度时，低剪切速率粘度也会随之下降。
PEC钻井液体系利用正电胶，可以达到较理想的“软抑制”效果，但粘度过高，可能形成不流动层，不利于冲刷携砂；抑制性不够，岩屑对体系的污染导致钻井液中膨润土含量上升、固相含量增加。
通过调研国内外成功钻探的大位移井和大位移水平井的资料分析，针对锦州区块大斜度井、大位移水平井软泥岩地层的相关钻井液技术，提出阳离子钻井液体系的构建思路：①采用阳离子抑制剂PF-CPI降低黏土表面的负电荷，使粘土表面钝化，达到抑制粘土水化膨胀、分散的目的，有效避免地层的硬化；②氯化钾压缩双电层，降低粘土的活化能力，与阳离子抑制剂共同使用达到抑制平衡功效；③增加固相容量限，同时体系流变性能处于可控状态。
二、阳离子钻井液体系室内评价试验1.体系抑制能力评价与材料加量优选改变阳离子体系中抑制剂PF-CPI的加量，考察体系流变性能的变化趋势。
实验条件：（热滚100℃×16h）。
基础配方：3%海水膨润土浆+0.4%NaOH+0.2%Na2CO3+0.25%在3%膨润土的条件下，老化后，不同加量的阳离子抑制剂流变性能相对稳定，没有出现大起大落的变化。
深水高盐_阳离子聚合物钻井液室内研究
收稿日期:2007-01-12;改回日期:2007-04-02作者简介:王荐(1980 ),男,2005年毕业于长江大学石油工程专业。
现任研究所钻井流体部泥浆实验室主任,长江大学2005届在读硕士研究生。
E -mail:w angjian@ 。
文章编号:1008-2336(2007)03-0084-06深水高盐/阳离子聚合物钻井液室内研究王 荐,吴 彬,张 岩,向兴金(荆州汉科新技术研究所,湖北荆州434000)摘 要:通过实验优选适合海洋深水钻井的高盐/阳离子聚合物钻井液体系。
该体系以20%N aCl 作为水合物抑制剂,以高分子量的阳离子聚合物作为絮凝剂,以小分子量的阳离子聚合物作为黏土稳定剂,配合降滤失剂、增黏稳定剂、润滑剂等处理剂配制而成。
室内实验表明该体系具有良好的流变性,较强的抗污染能力,较强的抑制性和良好的油气层保护能力,同时能阻止低温下天然气水合物的形成,满足今后海洋深水勘探需要,减少深水钻井作业风险。
关键词:深水;阳离子;天然气水合物;钻井液中图分类号:T E254 文献标识码:A近年来,石油和天然气的勘探开发热点呈现从陆地转向海洋,从浅水延伸到深水的发展趋势。
海洋深水作业环境恶劣,操作条件复杂,其中之一便是钻井液(主要是水基钻井液)中容易形成天然气水合物。
钻井液中一旦形成天然气水合物,其必将堵塞井筒,导致钻井液无法循环,使钻井作业周期延长、钻井成本增加,因而必须尽力避免发上以上情况。
深水高盐/阳离子聚合物钻井液通过加入20%的NaCl 能够有效的抑制气体水合物的生成[1],同时以高分子量的阳离子聚合物作为絮凝剂,以小分子量的阳离子聚合物作为黏土稳定剂,通过加入沥青类防塌剂和淀粉类降滤失剂来改善泥饼质量,控制体系滤失量。
室内实验表明该体系具有良好的抑制钻屑水化分散和稳定井壁的能力,能够满足深水钻井的需要。
1 配方优选试验1.1 处理剂作用机理盐类抑制剂具有很好的抑制水合物生成的效果,加入大量的盐可降低水合物形成的温度[2]。
钻井液用阳离子甲基葡萄糖苷
钻井液用阳离子甲基葡萄糖苷钻井液用阳离子甲基葡萄糖苷的论文随着石油开采技术的进步，钻井液的配方也变得越来越复杂。
为了提高钻井液的性能，研究人员在不断寻求新的材料和技术。
近年来，阳离子甲基葡萄糖苷（Cationic methyl glucoside，CMG）作为一种新型的钻井液助剂逐渐引起了研究人员的重视。
CMG是一种天然无毒、可生物降解的草酸溶性阳离子表面活性剂。
其分子结构中含有6个葡萄糖基团，可以提供强的表面张力和稳定性。
与传统的阴离子表面活性剂相比，CMG在钻井液中的应用有以下优势：一是有良好的生物降解性能，可以减少环境污染；二是可同时作为胶粘剂和增黏剂，可以提高钻井液的粘度和黏附性；三是可以与石油水相互作用，可以减少钻井中的液面张力，提高钻井效率。
研究表明，在使用CMG作为钻井液助剂时，液面张力可以降低20%以上，从而大大提高钻井效率；同时，CMG本身的黏度和胶结性能也可以使钻井液在钻井过程中更加稳定和可靠。
此外，CMG作为一种表面活性剂，还可以增加钻井液的润滑性能，减少井壁和钻头的磨损，从而延长钻头的使用寿命。
在实际应用中，CMG还可以与其他组分相容，可以与泥浆、水、盐溶液等多种成分兼容，从而适应各种钻井套管的要求。
此外，CMG还可以在高温高压条件下保持稳定性，具有较强的耐碱性能，可以在高温碱性环境下长时间使用。
综上所述，阳离子甲基葡萄糖苷作为一种新型的钻井液助剂，在提高钻井液性能和保护环境方面具有明显的优势。
未来，需要进一步加强对CMG的研究和应用，以满足石油开采的需求，同时也要充分考虑其对环境和人体健康的影响，确保其在安全可控的前提下发挥最大的作用。
为了更好地探讨阳离子甲基葡萄糖苷在钻井液中的应用，研究人员进行了大量的实验和研究。
例如，一些研究表明，CMG可以与某些阴离子表面活性剂相结合，形成复合体，从而进一步提高钻井液的粘度和循环能力。
此外，CMG还可以与某些黏土矿物相互作用，形成稳定的胶体体系，提高液相的黏度和胶结性能。
新型阳离子钻井液在辽东油田群的应用
新型阳离子钻井液在辽东油田群的应用新型阳离子钻井液在辽东油田群的应用随着油气勘探技术的发展，油田的勘探难度不断提高，对钻井液的性能要求也越来越高。
朝着满足这一需求，新型阳离子钻井液在辽东油田群的应用逐渐受到关注。
一、新型阳离子钻井液的特点新型阳离子钻井液采用的是新型的聚合物材料，与传统的钻井液相比，其稳定性和性能更加优越。
首先是其在高温高压下的稳定性,经过实验，新型阳离子钻井液在高温高压下稳定性能更好，配合使用钻头可以有效提高钻井效率，并且减少污染排放的概率。
而且该类型的钻井液易于调配、使用透明度高、排水效率好等等，能够满足钻井中的各种需求。
二、新型阳离子钻井液在辽东油田群的应用价值根据实际应用情况,在辽东油田群的开采过程中,传统的钻井液往往不能满足使用要求，对钻井成本和效率带来了很大的影响。
而新型阳离子钻井液的应用,除了满足使用要求以外,其还有以下优势:首先,在钻探过程中,立管容易堵塞，而新型阳离子钻井液可以有效的防止该问题发生,大大提高了活塞速度与三泵压力指标的表现;其次,新型钻井液不含亚铁离子，污染排放更小，可以保护环境生态，符合环保要求；此外，其在钻井过程中的出彩表现，已经被业内人士喜爱，成为我们不断通胀的信仰。
三、新型阳离子钻井液的实际运用在辽东油田群进行的使用结果也表明，新型阳离子钻井液不仅有优异的适应性和表现，而且其适用性也较高，可以满足复杂沉积间断日和脆性地层条件，提高了钻井的成效和效率。
因此，在今后的勘探中，可以考虑采用该钻井液，在提高钻井效率的同时，为推动油气勘探行业向更高效能的方向发展奠定坚实的基础。
四、总结新型阳离子钻井液具有稳定性高、适应性强、使用成本低等优点，可为油气勘探行业的发展提供切实保障。
在实际应用中，该类型的钻井液已经在辽东油田群得到了广泛使用，大大提高了开采效率，减少了环境污染。
因此，未来应加强对该钻井液的研究和推广，以期在油气勘探中发挥更大的作用。
五、新型阳离子钻井液的研究展望新型阳离子钻井液的应用在油气勘探行业中具有广泛的前景和应用价值。
钻井液用阳离子乳化沥青防塌剂通用技术条件
Q/S H1020中国石化集团胜利石油管理局企业标准Q/SH10201774—2006钻井液用阳离子乳化沥青防塌剂通 用 技 术 条 件2006—12—20发布2007—02—01实施中国石化集团胜利石油管理局 发布Q/SH1020 1774—2006前 言本标准由胜利石油管理局钻井专业标准化委员会提出并归口。
本标准起草单位：胜利石油管理局钻井工艺研究院。
本标准主要起草人：于克敏、张虹、乔军、经淑惠、张冬玲、周守菊、张敏、李灵英、张星梅。
本标准自发布之日起有效期三年，到期复审。
IQ/SH1020 1774—2006钻井液用阳离子乳化沥青防塌剂通用技术条件1 范围本标准规定了用沥青、水以及其他辅料乳化生产的钻井液用阳离子乳化沥青防塌剂的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及储存等。
本标准适用于钻井液用阳离子乳化沥青防塌剂的生产和检验。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
SY 5490—1993 钻井液试验用钠膨润土3 技术要求钻井液用阳离子乳化沥青防塌剂应符合表1中的规定。
表1项 目 指 标外 观 黑色胶状物水 分 散 性 均匀分散，无飘浮固状物胶体稳定性， ％ ≥95.0电动电位 ， mV ≥+20.0固相含量，% ≥50.0油 溶 性，% ≥95.0相对抑制性 ≤0.64 试验方法4.1 仪器和设备a) 高速搅拌器：负载转速为（11000±300）r/min，搅拌轴装有单个波形叶片，叶片直径为2.5cm，质量为5.5g，带有样品杯，其高度为19cm，上端直径9.7cm，下端直径为7.0cm，用不锈钢或耐腐蚀材料制成；b) 电视显微电泳仪：DXD—Ⅱ型或同类产品；c) 电热恒温干燥箱：控温范围（0～300）℃，控温灵敏度±3℃；d) 天平：鉴别力域0.01g，0.1mg；e) 页岩膨胀仪：NP—02型或同类产品；f） 具塞量筒：100m L；g) 磁力加热搅拌器：84—2型或同类产品。
一种新型的纯阳离子抑制性水基钻井液体系
一种新型的纯阳离子抑制性水基钻井液体系 编译:周长虹(西南石油学院硕2004级)审校:崔茂荣(西南石油学院石油工程学院) 摘要 研制和开发了一些新的处理剂,不仅有利于体系流变性和流体降滤失的调控,而且改善了水基钻井液的抑制性能。
在过去的几十年中,由于可替代膨润土高性能聚合物的培植,黏度参数产生了巨大的变化。
正因如此,具备低固相的流体便成为射孔液成功的关键。
这种开发出的对环境无害的阳离子聚合物体系由页岩抑制剂、流体降滤失剂和一种能提高黏度和凝胶结构的聚合物构成。
其成分是专为高性能水基钻井液而设计的,它呈现出灵活性,可与工业水、海水或盐水相配制,均能保持其流体的流变性能。
本文对该体系的某些性能进行了讨论,并与巴西石油公司所使用的常规钻井液体系作了比较。
主题词 抑制性 水基钻井液 滤失控制 流变性能 常规钻井液一、引言钻井流体在钻井工程中发挥了多种效能。
如果泥浆性能不好,安全性和经济性也许不会得到保证。
对每一种钻井流体而言,它的性能是钻井作业成功与否的关键。
在选择最佳钻井流体时,必须考虑许多不同的因素。
我们需要的是一种单井作业总成本最低的钻井泥浆体系。
当钻遇储集层时,主要目的是将泥浆和油层的损害反应减小到最低程度。
水和页岩间的不相容性引发了许多问题。
使用水/油乳化液泥浆或100%的油基泥浆可以解决该问题。
然而,由于环境因素的考虑和政府制度的调整,油基钻井液在一些地区的应用越来越受到限制。
水基钻井液通过使用各种化学抑制剂可以使活性页岩得到有效控制。
这类特殊的钻井液能提供润滑性、抑制性、固体颗粒的悬浮性以及井眼的稳定性。
它们通过形成一种有效的渗透滤饼来保护产油层,从而控制流体滤失,而且在完井作业时仍保持原状,易于清除。
为了使页岩水化达到最低限,对水基钻井液(WBDF)开展了一些试验研究。
加入到这类钻井液中的KCl添加剂改变了黏土结构中钠原子的空间位置,当钾离子少于钠离子时,会引起黏土结构的收缩。
最近的一个研究进展是溶解性硅酸盐在黏土稳定条件下的应用。
阳离子烷基糖苷钻井液在高桥46-118H1井的应用
阳离子烷基糖苷钻井液在高桥46-118H1井的应用一、引言-研究背景和意义-国内外研究现状简述-文章的研究目的、意义和价值二、阳离子烷基糖苷钻井液-阳离子烷基糖苷钻井液的定义和种类-阳离子烷基糖苷钻井液的性质和特点-阳离子烷基糖苷钻井液在钻井中的应用三、高桥46-118H1井情况简述-井址、井深、地质情况-钻进方式、钻柱设计、井壁稳定状况-钻井液配方、使用情况四、阳离子烷基糖苷钻井液在高桥46-118H1井的应用-阳离子烷基糖苷钻井液配方-阳离子烷基糖苷钻井液的使用效果-与其他钻井液的对比分析-高桥46-118H1井的钻井成果和经济效益五、结论与展望-阳离子烷基糖苷钻井液在高桥46-118H1井的应用效果总结-存在的问题和不足-未来研究方向和发展趋势六、参考文献一、引言随着石油勘探的深入发展，高效、环保、安全的钻井液制备技术成为了钻井领域的研究热点。
在钻井液的研究中，阳离子烷基糖苷钻井液作为一种新型的钻井液体系，受到了广泛关注和研究。
阳离子烷基糖苷钻井液是以糖苷类表面活性剂为主要成分的钻井液体系，具有良好的环保性能及高温高压稳定性。
因此，该钻井液在复杂地层中的应用非常普遍。
本文旨在研究阳离子烷基糖苷钻井液在高桥46-118H1井的应用，并通过对比分析，揭示其在钻井中的优势和问题。
为提高阳离子烷基糖苷钻井液的应用效果、推广其应用，提供一定的参考价值。
在本文中，我们将按照以下的顺序系统地介绍本研究的内容：第一章：引言。
本章将介绍研究背景和意义、国内外研究现状和文章研究的目的和意义。
第二章：阳离子烷基糖苷钻井液。
本章将阐述阳离子烷基糖苷钻井液的种类、性质和特点等方面，同时强调其在钻井中的应用。
第三章：高桥46-118H1井情况简述。
本章将简要介绍高桥46-118H1井的井址、井深、地质情况、钻进方式、钻柱设计和井壁稳定状况等。
第四章：阳离子烷基糖苷钻井液在高桥46-118H1井的应用。
本章将详细描述阳离子烷基糖苷钻井液在高桥46-118H1井的应用情况，包括其配方、使用效果和与其他钻井液的对比分析等。
阳离子乳液聚合物钻井液体系在水平井中的应用
优势
阳离子乳液聚合物钻井液体系具 有更好的稳定性和适应性，能够 更好地应对复杂的地质条件和钻 井工程需求。
局限性
阳离子乳液聚合物钻井液体系的 成本相对较高，并且对处理和储 存的要求也较高。
面临的挑战与解决方案
挑战
在水平井的钻井过程中，阳离子乳液聚合物钻井液体系可能 会面临一些挑战，如Байду номын сангаас滑性不足、滤失量控制等问题。
特性
阳离子乳液聚合物钻井液体系具有较 好的抗温、抗盐、抗钙性能，能够有 效保护油气层，防止钻屑和固相颗粒 的侵入，提高钻井效率。
阳离子乳液聚合物钻井液体系的重要性
提高钻井效率
阳离子乳液聚合物钻井液体系具有较 好的流变性和稳定性，能够降低钻井 过程中的摩阻和扭矩，提高钻速，缩 短钻井周期。
保护油气层
降低环境污染
阳离子乳液聚合物钻井液体系具有较 低的毒性和较好的生物降解性，能够 降低对环境的污染。
该体系能够有效抑制钻屑和固相颗粒 的侵入，减少对油气层的损害，提高 油气采收率。
阳离子乳液聚合物钻井液体系的发展历程
起源
阳离子乳液聚合物钻井液体系起源于20世纪90年代，随着 石油工业的发展和油气勘探的不断深入，该体系逐渐得到 广泛应用。
对环境的影响与可持续性
减少环境污染
阳离子乳液聚合物钻井液 体系具有较低的生物降解 性，对环境的影响较小。
可回收利用
该体系在使用后可进行回 收处理，经过处理后可再 次利用，实现资源的循环 利用。
符合环保法规
阳离子乳液聚合物钻井液 体系符合国家和国际的环 保法规要求，可在环保要 求较高的地区使用。
03
在水平井中的适用性
01
02
03
阳离子聚合物钻井液的研究和应用
阳离子钻井液的研究与应用一、前言吐哈油田上部地层含有大段膨胀性泥岩和硬脆性页岩，特别是温西区块第三系及齐古组地层泥岩易水化膨胀、分散，造浆能力强，导致缩、塌并存。
下部泥页岩层微裂缝发育、硬脆性煤层和低渗透性砂岩层共存。
随着钻井新工艺、新技术的进步，特别是旋转复合导向钻井技术的推广和应用，钻井速度大幅度提高，常规聚合物和聚磺钻井液体系因抑制岩屑分散能力弱，很难满足优快钻井的需要，因而选择具有很强抑制性的钻井液体系势在必行。
阳离子聚合物由于其作用原理而具有良好的抑制性，能充分降低井壁泥页岩和钻屑的水化能力，同时辅以适度的解絮凝剂可获得良好的滤饼质量。
根据吐哈油田地层情况对阳离子钻井液的形成条件、稳定条件、应用条件等进行了实验研究，获得了满足以上各种地层条件下的阳离子钻井液体系。
2006年在温8-2和温10-1井进行了现场实施，应用结果表明：钻井液性能稳定，维护处理简单，在温西第三系泥岩井段钻进中，不仅表现出阳离子钻井液的强抑制能力和良好流变性，而且泥饼薄而韧，具有良好的携带钻屑、防泥包作用，收到了良好的效果。
二、机理分析1、大、小阳离子抑制机理大阳离子带有阳离子基团，靠静电作用吸附在钻屑上，吸附力较强，它的相对分子质量较大，分子链足够长，因而桥联作用较好；大阳离子可降低钻屑的负电性，减少粘土层面间的静电排斥作用，容易形成密实凝体。
小阳离子靠静电作用可吸附在岩石表面，另外与岩屑层间可交换阳离子发生离子交换作用也可进入岩屑晶层间。
表面吸附的小阳离子的疏水基可形成疏水层，阻止水分子进入岩屑粒子内部，有效地抑制岩屑水化膨胀和分散；小阳离子所带的正电荷中和岩屑带的负电荷，削弱岩屑粒子间的静电排斥作用，从而降低岩屑的分散趋势。
小阳离子作为一种有机盐，可以有效降低溶液活度，特别是有机阳离子由于未水化前离子半径较K+、NH4+大得多，根据电荷数相同的离子水化能与未水化时的离子半径成反比的理论，有机阳离子水化能较低，粘土将优先吸附水化半径相对较小的有机阳离子，交换出钠、钙离子以降低自身的水化活性。
钻井液
聚合物钻井液班级：姓名：阳离子聚合物钻井液（陕西延安延安职业技术学院屈博716000）摘要为了增强对阳离子聚合物钻井液的流变性、抑制性、稳定井壁能力、携带钻屑能力和防卡、防泥包等性能的进一步了解，从而保证井下安全、提高钻速和保护油气层等方面都显示出优越性。
关键字絮凝剂钻屑污染提高钻速降滤失一、引言阳离子聚合物钻井液它由高分子量与低分子量阳离子聚合物，以及淀粉等组成。
是20世纪80年代以来发展起来的一种新型聚合物钻井液体系。
这种体系是以高相对分子质量阳离子聚合物(简称大阳离子)作包被絮凝剂，以小相对分子质量有机阳离子(简称小阳离子)作泥页岩抑制剂，并配合降滤失剂、增粘剂、降粘剂、封堵剂和润滑剂等处理剂配制而成。
于阳离子聚合物分子带有大量正电荷，在粘土或岩石上的吸附除靠氢键外，更主要的是靠静电作用，比阴离子聚合物的吸附力更强。
同时，阳离子聚合物能中和粘土或岩石表面的负电荷，因此其絮凝能力和抑制岩石分散能力也比阴离子聚合物强，可更好地实现低固相和保持井壁稳定。
二、阳离子聚合物钻井液的特点与现场应用(一)阳离子聚合物钻井液的特点阳离子聚合物钻井液具有的特点可归纳为以下几个方面：①阳离子聚合物钻井液是以高分子阳离子聚合物作为絮凝剂，以小分子阳离子聚合物作为粘土稳定剂的一种新型水基钻井液体系，具有良好的抑制钻屑分散和稳定井壁的能力。
②流变性能比较稳定，维护间隔时间较长。
③在防止起下钻遇阻、遇卡及防泥包等方面具有较好效果。
④具有较好的抗高温、抗盐和抗钙、镁等高价金属阳离子污染的能力。
⑤具有较好的抗膨润土和钻屑污染的能力。
⑥与氯化钾-聚合物钻井液相比，它不会影响电测资料的解释。
(二)现场应用（1）配方与性能下面借助阳离子聚合物海水钻井液的现场应用实例，介绍阳离子聚合物钻井液的配方、配制与维护措施。
在南海北部湾地区曾进行了阳离子聚合物海水钻井液的钻井试验。
针对该地区流二段页岩具有水敏性、硬脆易裂的特点，在设计阳离子聚合物海水钻井液方案时，除确保大、小阳离子聚合物浓度，使其具有足够的抑制页岩分散效果外，还通过加入沥青类防塌剂、抗高温降滤失剂等措施，改善泥饼质量，控制尽量低的滤失量来防止井塌。
阳离子双保钻井液研究与应用
工 业技 术
Ｉ ■
Ｃａ ｃｎｅｏｙｖ ｈ ｅ ｈｏＲｅ ｉＳｎａＴｎｇｅｗ ｎＣ ｅｄｃｌ ｉ Ｊ
阳离子双保钻 井液 研究 与应用①
王 珩
黑龙 江 大庆 １３ １） ６４ ３ （ 庆钻探 工程 公 司钻 井工 程技术 研 究院 大 ［ 要］ 平井 能最大 限度增加 油层 的泄油面 积， 高勘探 开发 效果， 摘 水 提 近年 来在 油 田勘 探开发 中发挥 的作用 越来越 明显， 钻井数 量也 越来越 多， 大庆 油 田２ ０ ０９ 年 共部署 了 ９ Ｏ余 口水平井 。 由于水平 井井斜 大， 钻井 液润滑 性 、携 带 能力和 油层保 护效 果要 求较高 。 目前 大庆 油 田水 平井 钻进 一般采用 混油 钻井液 ， 对 在体 系
中加入１—５ 的渣油或柴油， ０１ ％ 同时还宴配以大量的液体润滑剂、石墨等， 提高钻井液的润滑性。油的加入使该体系荧光级别较高， 以 难以准确判断油层， 致使不
能 沿油层 走 向准确 钻 进， 同时对 环 境也 造成 一 定的污 染 。为 了解决 这些 问题， 究 了阳 离子 双保 钻井 液， 研 既满 足 了施 工的要 求， 也确 保 了环保 的墼 求 。
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CP全阳离子水基钻井液体系 功效特点
（二）体系达到了不分散状态 由于CP全阳离子水基钻井液抑制性强，体系粘度低，
流变性易控制。室内大量实验数据证明粘土在CP全阳离子 钻井液体系基本没有水化膨胀分散。（见实验数据） （三）抗温、抗钙、抗盐
CP全阳离子水基钻井液具有良好的抗温（150℃）、 抗钙（5% CaSO4）、抗盐（饱和）以及抗固相污染的能 力。 （四）CP全阳离子水基钻井液易转换，减少固排污染
CP全阳离子水基钻井液的性能
抑制性强，有利于井壁稳定。 抗钙，抗盐（可至饱和）高密度（2.31） 可根据需要由淡水浆转化成饱和盐水浆。 有利于保护油气层，渗透率恢复值高。 电动电位接近于地层,钻速快。 现场易于维护，滤失量低。 满足环保要求。
CP全阳离子水基钻井液概述
CP全阳离子水基钻井液是一种真正意义上建立的一种 阳离子水基钻井液体系。该阳离子钻井液体系，淡水 浆阳离子度（滤液测定）为10000PPM。饱和盐水浆 阳离子度（滤液测定）为8000PPM。 CP全阳离子水基钻井液所用的处理剂全部是阳离子型的， 配成的钻井液体系的电动电位接近地层。一般所钻地 层的ξ电位多在：-10～-25mV，胜利油田地层电动电 位：-10～-30mV 目前CP 钻井液电动电在位：21.1 mV
研制CP全阳离子水基钻井液的 主要思路
. （三）思路三，依据我国目前所钻进的地层特性和总结 出的钻井液性能的要求的经验，分别研制成功5种阳离 子型处理，针对上部地层（大约分界处在的白垩系前后） 含蒙脱土量大，易水化分散的特点，研制出CPHE高分 子量的阳离子聚合物和CPH中高分子量的阳离子聚合物 来包被上部易水化分散，造浆性极强的地层，另外研制 成功了CPI小分子量的抑制剂，其主要作用是可进入粘 土层的晶片内以防止水分子的进入而起到抑制作用。针 对下部地层的特性，伊利石逐渐增多，易碎化，分裂的 特点，研制成功了CPF降滤失剂和CPA封堵防塌剂（其 中含有沥青质）以维护易碎化地层的稳定。
钟）后再测数据。 6、该阳离子钻井液体系，淡水浆阳离子度（滤液测定）为
6000ppm。饱和盐水浆阳离子度（滤液测定）大于6000ppm。
配制要求
（二）现场配制： 现场配制时要注意，必须首先加入CPI阳离子抑制剂，加入时应缓
慢加入充分搅拌，（或将CPI配成液体）。然后根据需要加入其它处理 剂，测量钻井液性能。
CP全阳离子水基钻井液概述
可适用于淡水、盐水、饱和盐水、高钙（5%CaSO4）污染等 条件下配制出适合井下情况的钻井液。同时还研制出了可以 在现场测定本钻井液中阳离子浓度的方法，简单易行，来保 证本体系的抑制性和稳定性。
其综合效果是降低了钻井和钻井液的成本，减少了钻井过程中 的复杂情况，提高了钻井效率，缩短了钻井周期；同时有利 于保护油气层，提高采收率，不污染环境，符合环保要求， 它是一种很有发展前途的新型水基钻井液体系。
本体系只有五种阳离子型处理剂，在一般情况下只用三种处理 剂即可。因之大大减少了原负电性体系需要7-8种处理剂才 能维持阴离子钻井液性能的要求，
CP全阳离子水基钻井液概述
二、CP阳离子型处理剂：（CP钻井液配方组 成通常只பைடு நூலகம்三～四种主要材料）
1、CPI 阳离子型抑制剂 2、CPH 阳离子型包被 3、CPF 阳离子型降滤失剂 4、CPA 阳离子型封堵防塌剂 5、CPN 阳离子型抗钙剂
搅30分钟。调PH值8-9。若加CPA 请再搅20 分钟。 2、若加盐则再高搅30分钟，并查PH值要求到达8-9。 3、若加钙污染试验，则完成述配制程序后，加入CPN 高搅
2分钟后，再加钙高搅30分钟。 4、若加重晶石则完成述配制程序后，加入重晶石后再高搅
30分钟后，查PH值要求达9～9.5。 5、在150℃热滚16小时冷却后搅10分钟（加重浆高搅20分
CP全阳离子水基钻井液，可根据需要由淡水泥浆转换 为盐水泥浆，转换过程中不会引起粘度增加过快，因此转 换过程容易操作，且泥浆性能变化容易控制。减少了废弃 泥浆排放，减少固排污染，节约泥浆耗费，降低钻井成本。
CP全阳离子水基钻井液体系功效特点
（五）有利于保护储层，渗透率恢复值高 CP全阳离子水基钻井液滤失量低、体系中阳离子浓度高达
CP全阳离子 水基钻井液
2011年8月
研制CP全阳离子水基 钻井液主要思路
（一）思路一、是把钻井液的负电性能 降低至与地层的电动电位相当的位置 （即-10～-20mv 左右）为了达到降 低钻井液体系的电动电位，决定本体 系所用的处理全部用带阳离子的处理 剂。
（二）思路二、是研制一种能够在现场 测量的钻井液中阳离子浓度的方法和 仪器，以保证钻井液的抑制性和低电 动电位性
CP全阳离子水基钻井液体系 功效特点
（一）抑制性强、井壁稳定： CP钻井液由全阳离子处理剂配制的，体系中
阳离子浓度在10000ppm以上，在水基钻井液体 系中抑制能力是最强的，仅次于油基。 阳离子处理剂带有正电荷，靠静电作用把粘土片 结合在一起，因而大幅度抑制了粘土矿物的水化 膨胀和分散，非常有利于稳定井壁。 阴离子型处理剂，只能吸附在粘土和钻屑带正电 荷的边缘上，吸附能力弱。
CP全阳离子水基钻井液，阳离子度的维持和提高简易方便， 一般在10000ppm以上，根据需要可把阳离子度提得更高。现场 定时测定体系中阳离子的浓度，随时补充阳离子处理剂，即可确保 钻井液性能的稳定。 （八）满足环保要求（见证书）
五种处理剂都属于无毒无公害产品，完全达环保要求。
配制要求：
（一）室内 1、配浆时加入CPI搅5分钟，再加CPH搅20分钟，再加CPF
阳离子钻井液中阳离子浓度的 检测方法
备品备件： 阳离子检测试纸（合）、显色剂瓶（10ml）、比
10000ppm以上，可有效防止虑液对储层粘土的水化膨胀，引起 渗透力降低，渗透率恢复值高，从而有利于保护油气层。 （六）电动电位接近于地层。
CP全阳离子水基钻井液电动电位是目前水基钻井液中最接近 于地层电动电位的（-21.1mV），可以减少井下复杂情况，非常 有利于提高钻进效率和钻头寿命。 （七）现场易维护