摘要：近年来,国内钻井液处理剂新品种逐年上升,而投入生产及应用的产品却很少。对于聚合物处理剂,尽管从上世纪70年代到90年代相继研制应用了不少新产品,特别是AMPS聚合物的应用,使聚合物处理剂的水平上了一个新台阶,但处理剂主体结构与基团没有变,只是基团与相对分子质量的优化而已,产品性能没有取得突破性进展。对于沥青、褐煤、单宁等类产品,虽然名称没有变,而有效物减少,且大多数产品通过复配而得,产品质量大幅下滑。淀粉、纤维素、植物胶改性产品,由于改性难度大,研究多、应用少。阳离子黏土稳定剂,正电胶,乳化沥青/石蜡,聚合醇或多元醇,凝胶聚合物,"不渗透"产品和"聚胺"等产品得到了一定应用和发展。纵观上世纪70年代以来钻井液处理剂的发展,整体情况是从初期具有明确化学名称及成分的产品,逐步出现了产品成分模糊,以代号为主体的现象,特别是90年代以来,随意编代号的现象越发严重。由于存在较多制约因素,国内钻井液处理剂研制出现停滞不前的局面。应从研制专用原料、聚合物优化设计、SMP改性、天然高分子材料改性等方面出发,结合钻井液发展需要,研制新单体、适用于高钙环境下合成聚合物、传统产品的替代品、超支化聚合物、天然材料改性产品、固相控剂(清洁剂)、润滑剂、沥青类产品、高性能凝胶材料及油基泥浆处理剂,以及工业废料的利用等,推动钻井液技术进步。

摘要：高性能钻井液处理剂的设计包括分子设计和合成设计。在分子设计中,核心是结构和基团设计,结合复杂条件下钻井液对处理剂分子的热稳定性和剪切稳定性,以及抑制性、流变性和滤失量等方面的要求,提出超支化的树枝状和树形结构模型。为保证处理剂的综合性能,在基团设计中提出主导基团、选择基团、非主导基团和次生基团的概念。合成设计中:在自由基聚合方面,可以传统原料为基础合成高性能处理剂,采用多功能性及高温下稳定性好的单体合成高性能处理剂,用强螯合作用的单体作为共聚单体,提高处理剂的抗高价离子污染能力,设计树枝状和树形结构的单体或中间产物,实现高性能处理剂的最佳目标;缩合聚合方面,利用苯酚、对胺基苯酚等,通过不同的扩链反应,制备带有不同基团支链结构的可缩聚单元或产物,将得到的树枝状结构的产物与苯酚、甲醛和亚硫酸钠等进一步缩合聚合、磺化反应,得到超支化的改性磺化酚醛树脂;在天然材料及有机合成方面,可以木质素、栲胶等分子结构单元中的酚羟基与环氧乙烷或环氧丙烷反应,得到聚氧乙(丙)烯化支链的产物,并进一步扩链得到超支化结构的产物,以腐殖酸结构单元上的羧基与乙二胺的反应为基础,合成具有超支化结构的产物,以提高天然材料的抗温抗盐性能,以及通过不同的化学反应,合成具有不同结构的低相对分子质量的降黏剂和抑制剂等。

摘要：近年来,为满足环保要求和降低钻井液成本,国外钻井液公司研制了一种以胺基抑制剂为主剂的高性能水基钻井液,因其良好的抑制性和环保性能而深受重视。近期,受国外胺基抑制性钻井液研究与应用的启示,国内出现了"聚胺"热。聚胺是指重复结构单元中含有胺基的聚合物,而钻井液行业所谓的"聚胺",并非真正意义上的聚胺,而是聚醚的胺基化产物,即端氨基聚醚或聚醚胺,其主要合成方法包括聚醚催化还原加氢胺化法、聚醚腈催化加氢法和离去基团法。胺基聚醚独特的分子结构,能很好地镶嵌在黏土层间,并使黏土层紧密结合在一起,从而有效抑制黏土和岩屑的分散,且其抑制性持久,有利于井壁稳定和储层保护,可以单独作为钻井液抑制剂或防塌剂,也可以形成胺基聚醚钻井液体系。在胺基聚醚钻井液设计中,要突出胺基聚醚的主体作用,钻井液中胺基聚醚的量的控制及配伍处理剂的选择是该体系控制的关键。强抑制性及可生物降解是胺基聚醚钻井液体系的突出之处。需要指出的是,胺基聚醚作为一种有效的钻井液抑制剂,其抑制性评价方法还需要进一步探讨。

摘要：因页岩气开发具有资源潜力大、开采寿命长和生产周期长等优点,已成为当前能源研究的热点和突破口。自2009年以来,我国已在页岩气开发实验区钻井62口,其中24口井获得工业气流,这预示着国内页岩气资源开发全面铺开。页岩气储层与常规储层差异很大,必须采用先进技术,尤其是水平井钻井、完井及压裂技术,才能实现经济有效开发。介绍了国外页岩气开采技术以及国内近两年在页岩气钻井技术、钻井液技术、固井技术和压裂技术方面取得的经验,这些经验奠定了国内页岩气开发的技术基础。论述了页岩气开采面临的技术和环境问题,指出下一步页岩气技术发展方向。今后,需要结合国内页岩气藏特点,在借鉴国外新技术及国内经验基础上,通过工具研制、技术配套、方案优化,尽快完善适用于页岩气开发的水平井钻井技术;从流变性、封堵能力方面进一步完善油基钻井液体系,同时开展适用于页岩气水平井钻井的水基钻井液体系研究;针对页岩气水平井多采用油基钻井液的现状,进一步完善冲洗液、水泥浆体系及固井工艺技术。开发适合页岩气水平井多级压裂技术相关的井下工具、工作液和施工工艺,加强压裂裂缝动态监测,优化压裂设计。形成配套的钻井和压裂等作业过程中产生的废液、废水及废渣处理技术,重视页岩气开采的环境污染评估,保证我国页岩气开发的健康发展。

摘要：我国页岩气资源勘探开发已全面铺开。针对页岩气的成藏特征,页岩气开发以浅层大位移井、丛式水平井布井为主。由于页岩地层裂缝发育、水敏性强,长水平段钻井中不仅易发生井漏、垮塌、缩径等问题,且由于水平段较长,还会带来摩阻、携岩及地层污染问题,从而增大了产生井下复杂情况的几率。解决井壁稳定、降阻减摩和岩屑床清除等问题是目前页岩气水平井钻井液选择和设计的关键。选择页岩气水平井钻井液的原则是确保井壁稳定、润滑、防卡和井眼清洗。油基钻井液可提高水润湿性页岩的毛细管压力,防止钻井液对页岩的侵入,从而有效保持井壁稳定,同时还具有良好的润滑、防卡和降阻作用,是国内外目前采用最多的钻井液体系。当采用水基钻井液的时,利用低活性高矿化度聚合物钻井液或CaCl2钻井液以降低页岩和钻井液相互作用的总压力;采用浓甲酸钾、Al3+盐,可以通过脱水、孔隙压力降低和影响近井壁区域化学变化的协同作用产生良好的井眼稳定作用;对于有裂隙、裂缝或层理发育的高渗透性页岩应使用有效的封堵剂进行封堵;但对于强水敏性页岩地层,水基钻井液在抑制性方面仍然存在局限性。从环境保护的角度出发,甲基葡糖苷钻井液在井壁稳定机理方面与油基钻井液相似,未来可望作为有效的钻井液体系之一。随着以页岩气为代表的非常规油气资源的不断开发,为了满足安全钻井和环境保护的需要,未来页岩气水平井钻井液技术的研究应围绕高效、低成本水基钻井液和低毒油基钻井液来展开。

摘要：从理论研究及现场实践看,进一步提高钻井液化学抑制能力受到传统技术手段的制约。受阳离子表面活性剂能够高效率稳定黏土矿物的启发,研究人员开始将研究的重点转至如何提高钻井液连续相电位这一技术问题上来。目前,将钻井液阳离子化在技术上是可行的,并收到了良好的效果,但如何进一步提高钻井液的阳离子化程度,使其在功能上逐渐接近正电钻井液体系,则有待于进一步的研究。从聚磺钻井液体系阳离子化入手,探讨了形成阳离子聚磺钻井液体系的方法,并以部分井的施工实践为依据,分析了阳离子聚磺钻井液体系的适用性,对现场钻井液技术操作具有一定的指导作用和借鉴价值。