胜利油田钻井液处理剂的应用品种及性能简介综述 - 图文

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。 二、油田化学品的分类及作用 1、油田化学品的分类

根据用途可将油田化学品分为通用化学剂、钻井用化学剂、油气开采用化学剂、提高采收率化学剂、油气集输用化学剂和水处理用化学剂六大类。其中钻井用化学剂可分为钻井液处理剂和油井水泥外加剂。钻井液处理剂主要包括杀菌剂、缓蚀剂、除钙剂、消泡剂、乳化剂、絮凝剂、起泡剂、降滤失剂、堵漏剂、润滑剂、解卡剂、pH调节剂、

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，而钻井液处理剂则是保证钻井液性能稳定的基础，没有优质的钻井液处理剂就不可能得到性能良好的钻井液体系。

三、胜利油田常用钻井液处理剂种类及性能简介

胜利油田钻井液处理剂的发展同样经历了上述过程，从产品数量、种类等方面都已经发展到一定的规模。大部分住井工程师，通过现场应用对胜利油田的钻井液处理剂可能都有了比较详细的了解，但是由于胜利油田的市场的复杂性，特别是对最近市场推出的一些新产品，可能了解不是太深。以下根据钻井液处理剂的分类，进行性能介绍:

1、加重剂类 产品名称 重晶石粉 主要组成 BaSO4 性能特点 天然矿物，d≥4.2，山东省石粉密度较低，含较多粘土矿物，粘度效应增加明显。 天然矿物，d≥4.7，高密度钻井液加重剂。 天然矿物，d≥2.7，可酸化的加重剂，有保护油气层作用。 生产单位 供应处石粉厂、 河口胜高石粉厂 广西、云南、四川 河口泥浆站 钛铁矿粉 石灰石粉（青石粉） TiO2·Fe3O4 CaCO3 2、造浆材料类 产品名称 膨润土 试验用钠膨润土 主要组成 蒙脱石为主 蒙脱石为主 性能特点、用途 天然矿物，分钙土、改性钠土和天然钠土，主要用于配制粘土钻井液 天然矿物，主要用于钻井液处理剂的质量评价 生产单位 潍坊、安丘等 新疆 评价土 天然矿物，造浆性不好，主要用于钻井液处理剂的质量评价 天然矿物，主要用于淡水、咸水和饱和盐水钻井液的配制，可改善环空流型，提高携岩能力，耐温性强，也是生产有机土的主要原料。海泡石部分可溶于酸(<60%)。 油基钻井液提粘剂，主要用于配制油基钻井液、油包水钻井液、解卡安丘、英国 抗盐土 凹凸棒石， 海泡石 安徽嘉山、江苏、 湖北 抗盐土或膨润土和阳离子活有机土 性剂反应的改性产品 天津、星云公司 剂等 3、降滤失剂类 产品名称 MV-CMC LV-CMC 由棉纤维与氯乙酸反应而成 淀粉与无机盐的复合物，分子链含有阳离子基团和非离子基团，不含阴离子基团 淀粉与氯乙酸反应而成 主要组成 由棉纤维与氯乙酸反应而成 性能特点 淡水、盐水钻井液中降滤失效果较好，有增粘作用，抗温低于150℃。 淡水、盐水钻井液中降滤失效果较好，抗温低于150℃。 盐水钻井液中降失水效果好，对粘度影响小，在4％盐水中抗温达140℃，在饱和盐水中抗温达130℃，几乎与所有钻井液体系和处理剂相配伍性。 盐水钻井液中降失水效果好，对粘度影响小，具有防塌作用。 生产单位 东胜化工、 胜大纤维素厂 东胜化工、 胜大纤维素厂 抗温淀粉DFD-140 河北宣化 羧甲基淀粉CMS 乙烯基单体多元共聚物PAC142 乙烯基单体多元共聚物PAC144 无荧光防塌 降滤失剂PA-1 多元共聚物 降滤失剂SK-2 聚合物降滤失剂ST598、FI-J16 东胜化工、江苏 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、植酸共聚而成 PAM等配合使用效果较好。 腐植酸、烯类单体磺化、缩聚而成 丙烯酸盐多元共聚物，聚合度为60-80 水解聚丙烯腈铵盐与香粉的在淡水、4％盐水中有较强的页岩抑制作用，并兼有降粘和降滤失作用，抗温可达180℃。 具有较高的抗盐抗钙能力，不增粘。 在淡水、4％盐水和正电胶钻井液中有较好的降滤失作用，并具有东营金泉 东营金泉 钻井泥浆助剂厂、石油大学泥浆添加剂厂 河口胜高石粉厂 石家庄、钻井复合 材料厂 复合物 一定的降粘能力，抗温低于150℃。 具有MMH的增粘增切特性，并具有一定的降滤失能力和防塌作用。 低固相不分散聚合物钻井液的降粘降滤失剂，对粘土有抑制作用，抗温150℃-180℃，抗盐5％以下。 北京 增粘降失水剂PMHA MMH与烯类单体的共聚物 聚丙烯腈高温高压水解，分子中含羧基、羧铵基、酰胺基和亚胺基 聚丙烯腈、聚丙酰胺高温高压水解，分子中含羧基、羧铵基、酰胺基和亚胺基 烯类单体与木质素的共聚物 SMP与SMC、HPAN、红矾钠的共聚或复合物 水解聚丙烯腈铵盐NH4-HPAN 东营鲁湘、石家庄、 钻井复合材料厂 双聚铵盐NH968 低固相不分散聚合物钻井液的降粘降滤失剂，对粘土有抑制作用，抗温150℃-180℃，抗盐10％以下。 抗温耐盐降滤失剂，抗温达200℃抗盐（Cl-）达150000 mg/L，抗钙达2000 mg/L，不增粘，起泡。 抗温耐盐降滤失剂，抗温达230℃抗盐（Cl-）达110000 mg/L，抗钙达2000 mg/L，不增粘。 东营鲁湘、石家庄 抗温抗盐降失水剂SPC 河北延庆 抗温抗盐降失水剂SPNH 天津华孚、钻井泥浆助剂厂、河北延庆 抗温抗盐降失水剂SJ-1,LY-1 在4％盐水和饱和盐水中有较好HPAN的水解、 的降滤失能力，抗温一般不超过磺化产品 150℃。 主要用于深井、超深井高温高压由苯酚、甲醛、滤失量控制剂，兼有一定的防塌焦亚硫酸钠等能力，抗温180℃以上，抗盐可至反应而成 饱和。 木质素与磺甲基酚醛树脂的共聚物 由苯酚、甲醛、焦亚硫酸钠、氯乙酸等反应而成 水基钻井液抗温抗盐降滤失剂，兼有一定的防塌、降粘能力，抗温150℃以上，抗盐至15％。 主要用于深井、超深井高温高压滤失量控制剂，兼有一定的防塌能力，抗温180℃以上，抗盐可至饱和。 石油大学、陆源、角洲、钻井复合材料厂 磺甲基酚醛树脂SMP-1、SMP-2 钻井泥浆助剂厂、 北星集团、石大创新 磺化木质素磺甲基酚醛树脂SLSP 羧甲基磺化酚醛树脂SD101、SD102 石大创新 由苯酚、甲醛、高温降粘降失水剂主要用于深井、超深井高温高压焦亚硫酸钠、褐SCUR（HUC、HMF、滤失量控制剂，兼有一定的防塌煤、HPAN等反FTJN、PSC） 降粘能力，抗温180℃以上。 应而成 由AM、AA、AS、AN、煤焦油树脂等共同聚合而成 在淡水和海水钻井液中降滤失效果明显并可改善钻井液流动性，不增粘切，抗温可达150℃以上。 钻井泥浆助剂厂、 北星集团、石大创新、七台河、钻井飞龙 降失水剂SR-1 东营金泉 抗温抗盐降失水剂PS-1 由AMPS、AA、产品富含磺酸基团，抗盐降滤失AS等烯类单体效果优于同类产品（如SR－1），聚合而成 抗温可达200℃，且不增粘切。 由AM、AA、AS等烯类单体聚合而成 在淡水和海水中降滤失效果优于同类产品SR-1，略有增粘作用，抗温可达150℃。 胜东工贸 降失水剂HNJ-1 河南

4、增粘剂类 产品名称 高粘羧甲基纤维素HV-CMC 主要组成 由棉纤维与氯乙酸反应而成 由棉纤维与氯乙酸在异丙醇介质中反应而成 黄原菌作用于淀粉而生成的高分子链状多糖聚合物 SJ-1与非离子聚合物的复合物 二价、三价金属离子和氨水的反应产物 性能特点 用于各种钻井液的增粘剂，有一定的降滤失能力抗温低于150℃。可作乳化剂。 用于各种钻井液的增粘剂，有一定的降滤失能力抗温可达150℃。 适用于淡水、盐水和饱和盐水钻井液的高效增粘剂，并兼具有降滤失作用，有优良的剪切稀释特性，一般抗温120℃。 在淡水、盐水和饱和盐水中有良好的提粘提切能力，还具有良好的降滤失性能。 生产单位 东胜化工、 胜大纤维素厂 高粘聚阴离子纤维素HV-PAC 胜大纤维素厂、江苏 生物聚合物XC 淄博中轩、河北新河 低固相钻井液 增粘剂RJT 石油大学、角洲、钻井复合材料厂 正电胶MMH 提高钻井液的表观粘度和动切力，稳定井壁，抑制页岩膨胀，提高携砂能力，清洁井眼。 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 主要组成 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、酰胺基性能特点 在淡水、4％盐水中有较强的页岩抑制作用，并兼有降粘和降滤失作用，抗温可达180℃。 对粘土有很好的抑制水化膨胀作用，降粘，调节流型，可降低滤失量。 生产单位 钻井泥浆助剂厂、石油大学泥浆添加剂厂 水解聚丙烯腈铵盐NH4-HPAN 东营鲁湘、石家庄、 钻井复合材料厂 水解聚丙烯腈钾盐K-HPAN 对粘土有很好的抑制水化膨胀作用，不增粘，可降低滤失量。 石家庄