抗高溫深井水基鉆井液中國石油大學（北京）中國石油大學（北京）鄢捷年鄢捷年 20102010年年1111月月關(guān)于深井的概念深井：井深深井：井深 > 4570m（（15 000英尺）英尺）超深井：井深超深井：井深 > 6100m（（20 000英尺）英尺）特深井：井深特深井：井深 > 9144m（（30 000英尺）英尺）美國美國1938年年 第一口深井（第一口深井（4572m））1949年年 第一口超深井（第一口超深井（6250m））1974年年 第一口特深井（第一口特深井（9583m））中國中國1966年年 第一口深井第一口深井——大慶松基六井（大慶松基六井（4719m））70年代年代 東風東風2井（井（5006m）、）、新港新港57井（井（5127m））、王深、王深2井井（（5163m））1976年年 第一口超深井第一口超深井——女基井（女基井（6011m））1978年年 最深超深井最深超深井——關(guān)基井（關(guān)基井（7175m））對深井鉆井液的特殊要求?具有抗高溫的能力具有抗高溫的能力應(yīng)優(yōu)選出各種能夠抗高溫的處理劑例如，褐煤類產(chǎn)品（抗溫204℃）就比木質(zhì)素類產(chǎn)品（抗溫170℃）有更高的抗溫能力；?在高溫條件下具有強的抑制能力。

在高溫條件下具有強的抑制能力除常用的KCl、NaCl等無機鹽和Ca(OH)2外，在有機聚合物處理劑中，陽離子聚合物就比帶有羧鈉基的陰離子聚合物具有更強的抑制性；?具有良好的高溫流變性具有良好的高溫流變性對深井加重鉆井液，尤其應(yīng)加強固控，并控制膨潤土含量以避免高溫增稠通過加入生物聚合物等改進流型，提高攜屑能力；加入抗高溫的稀釋劑控制靜切力；?具有良好的潤滑性具有良好的潤滑性通過加入抗高溫的液體或固體乳化劑，以及混油等措施來降低摩阻高溫對深井水基鉆井液性能的影響?7000 m以上的深井，井溫可高達以上的深井，井溫可高達200℃以上，壓力以上，壓力可達可達150～～200 MPa?由于水的可壓縮性相對較小，故壓力對水基鉆井由于水的可壓縮性相對較小，故壓力對水基鉆井液的密度及其他性能，如流變性、濾失造壁性等液的密度及其他性能，如流變性、濾失造壁性等均無明顯的影響均無明顯的影響?溫度對深井鉆井液性能的影響十分顯著，深井水溫度對深井鉆井液性能的影響十分顯著，深井水基鉆井液的主要問題是抗高溫基鉆井液的主要問題是抗高溫鉆桿內(nèi)與環(huán)空的溫度剖面Fluid Type - HTHP wells膨潤土含量對鉆井液熱穩(wěn)定性的影響1-lb/bbl=2.855kg/m3≈0.286%2.5%5%7.5%鉆井液中粘土的高溫分散作用?在高溫作用下，鉆井液中的粘土顆粒，特別是膨潤土顆粒在高溫作用下，鉆井液中的粘土顆粒，特別是膨潤土顆粒的分散度進一步增加，從而使顆粒濃度增多、比表面增大的分散度進一步增加，從而使顆粒濃度增多、比表面增大的現(xiàn)象稱為高溫分散。

的現(xiàn)象稱為高溫分散其實質(zhì)是水化分散，高溫進一步促其實質(zhì)是水化分散，高溫進一步促進了水化分散進了水化分散?影響高溫分散的因素：影響高溫分散的因素：（（1）粘土的種類在常溫下越容易）粘土的種類在常溫下越容易水化的粘土，高溫分散作用也越強；（水化的粘土，高溫分散作用也越強；（2）溫度越高，作用）溫度越高，作用時間越長，高溫分散也就越顯著；（時間越長，高溫分散也就越顯著；（3）隨）隨pH值升高而增強；值升高而增強；（（4）一些高價無機陽離子，如）一些高價無機陽離子，如Ca2+、、Mg2+、、Al3+等對粘土等對粘土高溫分散具有抑制作用高溫分散具有抑制作用關(guān)于高溫膠凝關(guān)于高溫膠凝?由于高溫分散引起的高溫增稠與鉆井液中粘土含量密切相由于高溫分散引起的高溫增稠與鉆井液中粘土含量密切相關(guān)當粘土含量大到某一數(shù)值時，鉆井液在高溫下會喪失當粘土含量大到某一數(shù)值時，鉆井液在高溫下會喪失其流動性而形成凝膠，這種現(xiàn)象被稱為高溫膠凝其流動性而形成凝膠，這種現(xiàn)象被稱為高溫膠凝?防止鉆井液高溫膠凝是深井鉆井液的一項關(guān)鍵技術(shù)目前防止鉆井液高溫膠凝是深井鉆井液的一項關(guān)鍵技術(shù)目前有以下兩項措施可有效地預防高溫膠凝的發(fā)生：有以下兩項措施可有效地預防高溫膠凝的發(fā)生：一是使用一是使用抗高溫處理劑抑制高溫分散，二是將鉆井液中的粘土（特抗高溫處理劑抑制高溫分散，二是將鉆井液中的粘土（特別是膨潤土）含量控制在其容量限以下。

別是膨潤土）含量控制在其容量限以下?某種鉆井液的粘土容量限可通過室內(nèi)實驗確定高溫深井某種鉆井液的粘土容量限可通過室內(nèi)實驗確定高溫深井水基鉆井液必須將粘土的實際含量嚴格控制在其容量限以水基鉆井液必須將粘土的實際含量嚴格控制在其容量限以內(nèi)高溫對鉆井液處理劑的影響高溫對鉆井液處理劑的影響高溫降解：高溫降解：?高分子有機處理劑受高溫作用而導致分子鏈發(fā)生斷裂的現(xiàn)象稱為高溫高分子有機處理劑受高溫作用而導致分子鏈發(fā)生斷裂的現(xiàn)象稱為高溫降解降解包括高分子主鏈斷裂和親水基團與主鏈連接鍵斷裂這兩種情況包括高分子主鏈斷裂和親水基團與主鏈連接鍵斷裂這兩種情況前一種情況會降低處理劑的分子量，失去高分子化合物的特性；后一前一種情況會降低處理劑的分子量，失去高分子化合物的特性；后一種情況會降低處理劑的親水性，使其抗污染能力和功效減弱種情況會降低處理劑的親水性，使其抗污染能力和功效減弱?任何高分子處理劑在高溫下均會發(fā)生降解，但由于其分子結(jié)構(gòu)和外界任何高分子處理劑在高溫下均會發(fā)生降解，但由于其分子結(jié)構(gòu)和外界條件不同，發(fā)生明顯降解的溫度也有所不同影響高溫降解的首要因條件不同，發(fā)生明顯降解的溫度也有所不同影響高溫降解的首要因素是處理劑的分子結(jié)構(gòu)，同時與鉆井液的素是處理劑的分子結(jié)構(gòu)，同時與鉆井液的pHpH值以及剪切作用等因素有值以及剪切作用等因素有關(guān)。

關(guān)?一般以處理劑在水溶液中發(fā)生明顯降解時的溫度來表示其抗溫能力一般以處理劑在水溶液中發(fā)生明顯降解時的溫度來表示其抗溫能力一些常用鉆井液處理劑的抗溫能力一些常用鉆井液處理劑的抗溫能力處處 理理 劑劑 名名 稱稱抗抗 溫溫 能能 力力單寧酸鈉單寧酸鈉130℃栲膠堿液栲膠堿液80～～100℃鐵鉻鹽鐵鉻鹽130～～180℃CMC140～～180℃腐植酸衍生物腐植酸衍生物180～～200℃磺甲基單寧磺甲基單寧180～～200℃磺甲基褐煤磺甲基褐煤200～～220℃磺甲基酚醛樹脂磺甲基酚醛樹脂200℃水解聚丙烯腈水解聚丙烯腈200～～230℃淀粉及其衍生物淀粉及其衍生物115～～130℃高溫交聯(lián)高溫交聯(lián)?在高溫作用下，處理劑分子中存在的各種不飽和鍵和活性基團在高溫作用下，處理劑分子中存在的各種不飽和鍵和活性基團會促使分子之間發(fā)生各種反應(yīng)，相互聯(lián)結(jié)，從而使分子量增大會促使分子之間發(fā)生各種反應(yīng)，相互聯(lián)結(jié)，從而使分子量增大的現(xiàn)象稱為高溫交聯(lián)可將其看作是與高溫降解相反的一種作的現(xiàn)象稱為高溫交聯(lián)可將其看作是與高溫降解相反的一種作用?高溫交聯(lián)對鉆井液性能的影響有好和壞兩種可能如果交聯(lián)適高溫交聯(lián)對鉆井液性能的影響有好和壞兩種可能。

如果交聯(lián)適當，適度增大處理劑的分子量，則可能抵消高溫降解的破壞作當，適度增大處理劑的分子量，則可能抵消高溫降解的破壞作用，甚至可能使處理劑進一步改性增效比如，在高溫下磺化用，甚至可能使處理劑進一步改性增效比如，在高溫下磺化褐煤與磺化酚醛樹脂復配使用時的降濾失效果要比它們單獨使褐煤與磺化酚醛樹脂復配使用時的降濾失效果要比它們單獨使用時的效果好得多用時的效果好得多?如果交聯(lián)過度，形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，則會導致處理劑水溶性變?nèi)绻宦?lián)過度，形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，則會導致處理劑水溶性變差，這種必然破壞鉆井液的性能，嚴重時整個體系變成凝膠，差，這種必然破壞鉆井液的性能，嚴重時整個體系變成凝膠，喪失流動性喪失流動性高溫對處理劑與粘土相互作用的影響高溫對處理劑與粘土相互作用的影響高溫解吸附作用高溫解吸附作用:?在高溫下，處理劑在粘土表面的吸附作用會明顯減弱，其原因主要是分在高溫下，處理劑在粘土表面的吸附作用會明顯減弱，其原因主要是分子熱運動加劇所造成的子熱運動加劇所造成的?高溫解吸附會影響處理劑的護膠能力，使粘土顆粒更加分散，從而影響高溫解吸附會影響處理劑的護膠能力，使粘土顆粒更加分散，從而影響鉆井液的熱穩(wěn)定性和其它各種性能，常表現(xiàn)出高溫濾失量劇增，流變性失鉆井液的熱穩(wěn)定性和其它各種性能，常表現(xiàn)出高溫濾失量劇增，流變性失去控制。

去控制高溫去水化作用高溫去水化作用:?在高溫下，粘土顆粒表面和處理劑分子中親水基團的水化能力會降低，在高溫下，粘土顆粒表面和處理劑分子中親水基團的水化能力會降低，使水化膜變薄，從而導致處理劑護膠能力減弱使水化膜變薄，從而導致處理劑護膠能力減弱?導致濾失量增大，嚴重時會促使高溫膠凝和高溫固化等現(xiàn)象的發(fā)生導致濾失量增大，嚴重時會促使高溫膠凝和高溫固化等現(xiàn)象的發(fā)生可逆和不可逆的性能變化?不可逆的性能變化關(guān)系到鉆井液的熱穩(wěn)定性；可逆的不可逆的性能變化關(guān)系到鉆井液的熱穩(wěn)定性；可逆的性能變化則反映了鉆井液從井口到井底，然后再返回性能變化則反映了鉆井液從井口到井底，然后再返回到井口這個循環(huán)過程中的性能變化到井口這個循環(huán)過程中的性能變化?為了研究鉆井液不可逆的性能變化，需要模擬井下溫為了研究鉆井液不可逆的性能變化，需要模擬井下溫度，用滾子加熱爐對鉆井液進行滾動老化，然后冷至度，用滾子加熱爐對鉆井液進行滾動老化，然后冷至室溫，評價其經(jīng)受室溫，評價其經(jīng)受高溫之后的性能高溫之后的性能；；?為了研究可逆的性能變化，則需要測定鉆井液在高溫為了研究可逆的性能變化，則需要測定鉆井液在高溫高壓條件下的流變性和濾失量，評價其高壓條件下的流變性和濾失量，評價其高溫下的性能高溫下的性能。

抗高溫處理劑的分子結(jié)構(gòu)特征?為提高熱穩(wěn)定性，處理劑分子主鏈的連接鍵，以及主鏈與親水基團的連接鍵應(yīng)為“C—C”、“C—N”和“C—S”等鍵，應(yīng)盡量避免分子中有易氧化的醚鍵和易水解的酯鍵?為了使處理劑在高溫下對粘土表面有較強的吸附能力，常在處理劑分子中引入Cr3+、Fe3+?等高價金屬陽離子，使之與有機處理劑形成絡(luò)合物，如鉻-腐植酸鈉和鐵鉻鹽等?為了減輕高溫去水化作用，處理劑分子中的主要水化基團應(yīng)選用親水性強的離子基，如磺酸基（—SO3–）、磺甲基（—CH2SO3–）和羧基（—COO–）等，以保證處理劑吸附在粘土顆粒表面后能形成較厚的水化膜，使鉆井液具有較強的熱穩(wěn)定性常用的抗高溫降粘劑 抗高溫降粘劑與一般降粘劑的不同之處主要表現(xiàn)在：不僅能有效抗高溫降粘劑與一般降粘劑的不同之處主要表現(xiàn)在：不僅能有效地拆散鉆井液中粘土晶片以端地拆散鉆井液中粘土晶片以端- -面和端面和端- -端連接而形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，而端連接而形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，而且能通過高價陽離子的絡(luò)合作用，有效地抑制粘土的高溫分散且能通過高價陽離子的絡(luò)合作用，有效地抑制粘土的高溫分散A、磺甲基單寧（、磺甲基單寧（SMT）） 簡稱磺化單寧，是磺甲基單寧酸鈉與鉻簡稱磺化單寧，是磺甲基單寧酸鈉與鉻離子的絡(luò)合物。

外觀為棕褐色粉末，吸水性強，其水溶液呈堿離子的絡(luò)合物外觀為棕褐色粉末，吸水性強，其水溶液呈堿性抗溫可達性抗溫可達180～～200℃其加量一般在其加量一般在1%以下，使用的以下，使用的pH范圍為范圍為9～～11?B、磺甲基栲膠（、磺甲基栲膠（SMK）） 簡稱磺化栲膠為棕褐色粉末或細顆簡稱磺化栲膠為棕褐色粉末或細顆粒，易溶于水，水溶液呈堿性不含重金屬離子，無毒，無污粒，易溶于水，水溶液呈堿性不含重金屬離子，無毒，無污染，抗溫可達染，抗溫可達180℃其降粘性能與其降粘性能與SMT相似，可任選一種使相似，可任選一種使用抗高溫降濾失劑 A、磺甲基褐煤（SMC） 簡稱磺化褐煤，既是抗高溫降粘劑，同時又是抗高溫降濾失劑抗溫可達200～220℃一般用量為3～5%B、磺甲基酚醛樹脂 簡稱磺化酚醛樹脂，分為1型產(chǎn)品（SMP-1）和2型產(chǎn)品（SMP-2）在200～220℃甚至更高溫度下，不會發(fā)生明顯降解 SMP-1與SMC復配使用的效果更好這是由于與SMC復配后，SMP-1在粘土表面的吸附量可增加5～6倍，又由于在高溫和堿性條件下，SMP-1 和SMC易發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)若交聯(lián)適度，則會增強降濾失的效果。

兩種處理劑的配比以1?1較為合適，一般加量均為3～5%SMP-1與SMC復配對鉆井液濾失量和泥餅滲透率的影響鉆 井 液 配 方API濾失量，mlK，(10-6mm2)r = 1.06 g/cm3原漿+ 3%SMP-111.61.39r = 1.06 g/cm3原漿+ 3%SMP-1 + 3%SMC5.60.99r = 1.06 g/cm3 原漿 + 3%SMP-1 + 15%NaCl22.63.42r = 1.06 g/cm3 原漿 + 3%SMP-1 + 3%SMC + 15%NaCl6.81.24抗高溫降濾失劑?SMP-1幾乎可與所有處理劑相配伍，并適用于目前國內(nèi)任幾乎可與所有處理劑相配伍，并適用于目前國內(nèi)任何一種鉆井液體系通過何一種鉆井液體系通過SMP-1和和SMC復配，可將各種分復配，可將各種分散鉆井液、鈣處理鉆井液、鹽水鉆井液和聚合物鉆井液等散鉆井液、鈣處理鉆井液、鹽水鉆井液和聚合物鉆井液等轉(zhuǎn)變?yōu)榭箿?、抗鹽的深井鉆井液體系轉(zhuǎn)變?yōu)榭箿?、抗鹽的深井鉆井液體系?SMP-2主要用于抗主要用于抗180～～200℃的飽和鹽水鉆井液和的飽和鹽水鉆井液和Cl– 含含量大于量大于11萬萬mg/L的高礦化度鹽水鉆井液。

的高礦化度鹽水鉆井液?國內(nèi)常用的抗溫降濾失劑還有磺化木質(zhì)素磺甲基酚醛樹脂國內(nèi)常用的抗溫降濾失劑還有磺化木質(zhì)素磺甲基酚醛樹脂（（SLSP）、水解聚丙烯腈（）、水解聚丙烯腈（HPAN）、酚醛樹脂與腐植酸）、酚醛樹脂與腐植酸的縮合物（的縮合物（SPNH）以及丙烯酸與丙烯酰胺的共聚物）以及丙烯酸與丙烯酰胺的共聚物（（PAC-141、、PAC-142、、PAC-143）等國外抗高溫鉆井液處理劑?美國早期研制的美國早期研制的SSMA（磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物）：（磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物）：一種分子量為一種分子量為1000～～5000，抗溫可達，抗溫可達230℃的稀釋劑；的稀釋劑；?Resinex：磺化褐煤樹脂，可抗溫：磺化褐煤樹脂，可抗溫220℃的降濾失劑；的降濾失劑；?德國研制的德國研制的COP-1和和COP-2（乙烯基磺酸鹽共聚物）：抗（乙烯基磺酸鹽共聚物）：抗溫可達溫可達260℃，抗鹽、鈣能力強，，抗鹽、鈣能力強，?以上處理劑在分子組成上有一個共同點，即在碳鏈上都含以上處理劑在分子組成上有一個共同點，即在碳鏈上都含有磺酸根（有磺酸根（SO3–），這是研制抗高溫聚合物處理劑所必須），這是研制抗高溫聚合物處理劑所必須的一個官能團。

的一個官能團常用抗高溫鉆井液體系及其應(yīng)用 我國抗高溫深井鉆井液技術(shù)的發(fā)展可分我國抗高溫深井鉆井液技術(shù)的發(fā)展可分為三個階段：為三個階段：? 鈣處理鉆井液鈣處理鉆井液? 磺化（三磺）鉆井液磺化（三磺）鉆井液? 聚磺鉆井液聚磺鉆井液磺化鉆井液?以以SMC、、SMP-1、、SMT（或（或SMK）等配制而成的鉆井液磺化鉆井液）等配制而成的鉆井液磺化鉆井液是典型的分散鉆井液體系是典型的分散鉆井液體系20世紀世紀70年代后期，四川女基井和關(guān)基井分年代后期，四川女基井和關(guān)基井分別用此類鉆井液鉆達別用此類鉆井液鉆達6011 m和和7175 m?其主要特點是熱穩(wěn)定性好，在高溫高壓下可保持良好的流變性和較低的其主要特點是熱穩(wěn)定性好，在高溫高壓下可保持良好的流變性和較低的濾失量，抗鹽侵能力強，泥餅致密且可壓縮性好濾失量，抗鹽侵能力強，泥餅致密且可壓縮性好?SMP-1與與SMC復配，使鉆井液的復配，使鉆井液的HTHP濾失量得到有效的控制；濾失量得到有效的控制；SMT或或SMK由于調(diào)整高溫下的流變性能，從而大大地提高了鉆井液的防塌、由于調(diào)整高溫下的流變性能，從而大大地提高了鉆井液的防塌、防卡、抗溫以及抗鹽、鈣侵的能力。

若加入適量防卡、抗溫以及抗鹽、鈣侵的能力若加入適量Na2Cr2O7，抗溫可達，抗溫可達200～～220℃?該體系中膨潤土的允許含量視鉆井液密度而定（見下表），所選用處理該體系中膨潤土的允許含量視鉆井液密度而定（見下表），所選用處理劑的品種和加量則與鉆井液含鹽量有關(guān)劑的品種和加量則與鉆井液含鹽量有關(guān)  “三磺”鉆井液的密度與膨潤土允許含量的關(guān)系鉆井液密度，g/cm3?1.41.61.82.02.2膨潤土允許含量，g/l45~8040~7040~6035~5030~40聚磺鉆井液?聚磺鉆井液是將聚合物鉆井液和磺化鉆井液結(jié)合在一起而聚磺鉆井液是將聚合物鉆井液和磺化鉆井液結(jié)合在一起而形成的一類抗高溫鉆井液體系既保留了聚合物鉆井液的形成的一類抗高溫鉆井液體系既保留了聚合物鉆井液的優(yōu)點，又對其在高溫高壓下的泥餅質(zhì)量和流變性進行了改優(yōu)點，又對其在高溫高壓下的泥餅質(zhì)量和流變性進行了改進，從而有利于深井鉆速的提高和井壁的穩(wěn)定進，從而有利于深井鉆速的提高和井壁的穩(wěn)定?該類鉆井液的抗溫能力可達該類鉆井液的抗溫能力可達200～～250℃，抗鹽可至飽和抗鹽可至飽和從從20世紀世紀80年代起，已廣泛應(yīng)用于我國深井鉆井作業(yè)中。

年代起，已廣泛應(yīng)用于我國深井鉆井作業(yè)中?聚磺鉆井液的配方和性能應(yīng)根據(jù)井溫、所要求的礦化度和聚磺鉆井液的配方和性能應(yīng)根據(jù)井溫、所要求的礦化度和所鉆地層的特點，在室內(nèi)試驗基礎(chǔ)上加以確定一般情況所鉆地層的特點，在室內(nèi)試驗基礎(chǔ)上加以確定一般情況下膨潤土含量為下膨潤土含量為40～～80 mg/l，隨井溫升高和含鹽量、鉆井，隨井溫升高和含鹽量、鉆井液密度增加，其含量應(yīng)有所降低液密度增加，其含量應(yīng)有所降低聚磺鉆井液的組成?高分子聚合物聚丙烯酸鹽，如高分子聚合物聚丙烯酸鹽，如80A-51、、FA-367、、PAC-141和和KPAM等在等在體系中用作包被劑，其加量隨鉆井液含鹽量增加而增大，隨井溫升高而體系中用作包被劑，其加量隨鉆井液含鹽量增加而增大，隨井溫升高而減少，一般加量范圍為減少，一般加量范圍為0.1～～1.0%?中等分子量的聚合物處理劑，如水解聚丙烯腈的鹽類，常在體系中起降中等分子量的聚合物處理劑，如水解聚丙烯腈的鹽類，常在體系中起降濾失和適當增粘的作用，其加量為濾失和適當增粘的作用，其加量為0.3～～1.0%?低分子量的聚合物，如低分子量的聚合物，如XY-27等，在體系中主要起降粘、切的作用，其等，在體系中主要起降粘、切的作用，其一般加量為一般加量為0.1～～0.5%。

?磺化酚醛樹脂類產(chǎn)品，如磺化酚醛樹脂類產(chǎn)品，如SMP-1、、SPNH和和SLSP等 SMP-1常與常與SMC復配使用，用于改善泥餅質(zhì)量和降低鉆井液的復配使用，用于改善泥餅質(zhì)量和降低鉆井液的HTHP濾失量前者加量濾失量前者加量一般為一般為1～～3%，后者為，后者為0～～2%?1～～3%的磺化瀝青常用于封堵泥頁巖的層理裂隙，增強井壁穩(wěn)定性和進的磺化瀝青常用于封堵泥頁巖的層理裂隙，增強井壁穩(wěn)定性和進一步改善泥餅質(zhì)量必要時還需加入一步改善泥餅質(zhì)量必要時還需加入0.1～～0.3% Na2Cr2O7或或K2Cr2O7，，以提高鉆井液的熱穩(wěn)定性以提高鉆井液的熱穩(wěn)定性聚磺鉆井液的使用要點?由上部地層所使用的聚合物鉆井液在井內(nèi)轉(zhuǎn)化而成轉(zhuǎn)化最由上部地層所使用的聚合物鉆井液在井內(nèi)轉(zhuǎn)化而成轉(zhuǎn)化最好在技術(shù)套管中進行好在技術(shù)套管中進行?使用與配方等濃度的各種處理劑的混合液來對井漿進行維護使用與配方等濃度的各種處理劑的混合液來對井漿進行維護若發(fā)現(xiàn)井漿性能發(fā)生變化，可適當調(diào)整混合液中各種處理劑若發(fā)現(xiàn)井漿性能發(fā)生變化，可適當調(diào)整混合液中各種處理劑的配比?適宜的膨潤土含量是聚磺鉆井液保持良好性能的關(guān)鍵，必須適宜的膨潤土含量是聚磺鉆井液保持良好性能的關(guān)鍵，必須進行控制。

如果泥餅質(zhì)量變差，進行控制如果泥餅質(zhì)量變差，HTHP濾失量增大，應(yīng)及時濾失量增大，應(yīng)及時增大增大SMP-1、、SMC和磺化瀝青的加量；若抑制性較差，可適和磺化瀝青的加量；若抑制性較差，可適當增大高分子量聚合物包被劑的加量或加入適量當增大高分子量聚合物包被劑的加量或加入適量KCl國內(nèi)外各公司深井鉆井液組成情況 都具有相似的組成，即都具有相似的組成，即? 抗高溫聚合物包被劑抗高溫聚合物包被劑? 高溫穩(wěn)定劑高溫穩(wěn)定劑? 無機鹽無機鹽?M-I Durathem System聚合物包被劑：PHPA EMI-164高溫穩(wěn)定劑：Desco（磺化單寧） Resinex（褐煤樹脂） Polysal（淀粉） Polypac（聚陰離子纖維素） Spersene（鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽）無機鹽：Ca(OH)2?Baroid Polynox聚合物包被劑：聚合物包被劑：VSVA（乙烯酰胺-乙烯磺酸鹽共聚物） AKTA（抗高溫流型調(diào)節(jié)劑）高溫穩(wěn)定劑：高溫穩(wěn)定劑：Lignox（丙烯酸-木質(zhì)素共聚物） Baronex（聚陰離子纖維素） Carbonex（褐煤類非離子型處理劑） DexTrid（淀粉））無機鹽：無機鹽：Ca(OH)2?Milpark Pyro-Drill聚合物包被劑：聚合物包被劑：COP-1（AMPS/AM共聚物） COP-1（AMPS/AAM共聚物） 高溫穩(wěn)定劑：高溫穩(wěn)定劑：SSMA（磺化苯乙烯—馬來酸酐共 聚物） Chemral-x（改性褐煤） Filtrex（褐煤樹脂）無機鹽：無機鹽：Ca(OH)2?國內(nèi)國內(nèi)聚磺鉆井液聚磺鉆井液聚合物包被劑：聚合物包被劑：PAC系列、系列、SK系列等，但抗溫性不夠；系列等，但抗溫性不夠； 可抗可抗200 ? ?C 的的AMPS/AM、、AMPS/AAM、、 Polydrill等正在研制中。

等正在研制中 高溫穩(wěn)定劑：高溫穩(wěn)定劑：SMK（（磺化栲膠）磺化栲膠）SMC（（磺化褐煤）磺化褐煤）SMP（（磺化酚醛樹脂）磺化酚醛樹脂）SLSP（（磺化木質(zhì)素磺甲基酚醛樹脂）磺化木質(zhì)素磺甲基酚醛樹脂）SPNH（（磺化褐煤樹脂）磺化褐煤樹脂）以及纖維素類、改性淀粉類等以及纖維素類、改性淀粉類等無機鹽：無機鹽：Ca(OH)2、、KCl我國深井鉆井液技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷三個發(fā)展階段：經(jīng)歷三個發(fā)展階段：1 1、鈣處理鉆井液階段（、鈣處理鉆井液階段（60-7060-70年代）年代）用用CMC、、FCLS、、NaC、、表面活性劑調(diào)節(jié)表面活性劑調(diào)節(jié)流變和降濾失性能；流變和降濾失性能；用用Ca(OH)2、、CaSO4·H2O 、、CaCl2或或NaCl增強抑制性，提高抗污染能力增強抑制性，提高抗污染能力 2 2、三磺鉆井液階段（、三磺鉆井液階段（7070年代后期）年代后期）使用使用SMK、、SMC、、SMP，，并配合并配合FCLS、、 CMC、、 Ca(OH)2 、、K2CrO7、、表面活性劑（表面活性劑（SP-80、、AS等），等），成功鉆成女基井（成功鉆成女基井（6011m））和關(guān)基井（和關(guān)基井（7175m）。

抗溫超過抗溫超過190 ? ?C，，標志著我國深井鉆井液技術(shù)已標志著我國深井鉆井液技術(shù)已接近于國際先進水平接近于國際先進水平我國深井鉆井液技術(shù)的發(fā)展3 3、聚磺鉆井液階段（、聚磺鉆井液階段（8080年代以后）年代以后） 聚合物鉆井液與三磺鉆井液相結(jié)合，其廣泛應(yīng)用是我聚合物鉆井液與三磺鉆井液相結(jié)合，其廣泛應(yīng)用是我國深井鉆井液技術(shù)的又一大進步國深井鉆井液技術(shù)的又一大進步?三磺鉆井液三磺鉆井液 + 陰離子型丙烯酰胺、丙烯腈類聚合物陰離子型丙烯酰胺、丙烯腈類聚合物?三磺鉆井液三磺鉆井液 + 兩性離子型聚合物（兩性離子型聚合物（FA-367、、XY-27、、JT-888等）等）?三磺鉆井液三磺鉆井液 + 陽離子型聚合物（大陽離子陽離子型聚合物（大陽離子CPAM、、CHM、、SP-2等；小陽離子等；小陽離子NW-1、、CSW-1等）等）大陽離子：包被、絮凝作用；小陽離子：抑制泥頁巖水化膨脹與分散大陽離子：包被、絮凝作用；小陽離子：抑制泥頁巖水化膨脹與分散我國深井鉆井液技術(shù)的發(fā)展聚磺鉆井液的組成?抑制劑類（或簡稱抑制劑類（或簡稱“聚聚”類）類）包括有機聚合物和無機鹽類包括有機聚合物和無機鹽類主要作用：抑制泥頁巖地層水化、膨脹、造漿，主要作用：抑制泥頁巖地層水化、膨脹、造漿， 主要有利于鉆井時地層的穩(wěn)定。

主要有利于鉆井時地層的穩(wěn)定?分散劑類（或簡稱分散劑類（或簡稱“磺磺”類）類）主要作用：維持鉆井液良好的流變性和低的濾失主要作用：維持鉆井液良好的流變性和低的濾失 性，主要有利于鉆井液性能的穩(wěn)定性，主要有利于鉆井液性能的穩(wěn)定使用聚磺鉆井液的經(jīng)驗準則 以井深以井深2500~3000m（（白堊系前后）為界，白堊系前后）為界，?上部地層：上部地層：“多聚少磺多聚少磺”、、“只聚不磺只聚不磺”（因一般（因一般情況下蒙脫石含量較多，造漿嚴重）情況下蒙脫石含量較多，造漿嚴重）?下部地層：下部地層：“少聚多磺少聚多磺”、、“只磺不聚只磺不聚”（因一般（因一般情況下伊利石較多，坍塌嚴重，且井溫偏高）情況下伊利石較多，坍塌嚴重，且井溫偏高）或概括為：或概括為：“上不分散、下分散上不分散、下分散”　　　　　　　　深深深深井井井井高高高高溫溫溫溫水水水水基基基基重重重重泥泥泥泥漿漿漿漿流流流流變變變變性性性性的的的的（（（（熱熱熱熱））））穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)穩(wěn)定定定定和和和和控控控控制是目前泥漿技術(shù)未能很好解決的重大技術(shù)難題：制是目前泥漿技術(shù)未能很好解決的重大技術(shù)難題：制是目前泥漿技術(shù)未能很好解決的重大技術(shù)難題：制是目前泥漿技術(shù)未能很好解決的重大技術(shù)難題： 穩(wěn)定性問題：高溫后增稠、膠凝、固化穩(wěn)定性問題：高溫后增稠、膠凝、固化穩(wěn)定性問題：高溫后增稠、膠凝、固化穩(wěn)定性問題：高溫后增稠、膠凝、固化　　　　　　　高溫后減稠　　　　　　　高溫后減稠　　　　　　　高溫后減稠　　　　　　　高溫后減稠 高溫流變性問題：升溫增稠，高溫流變性問題：升溫增稠，高溫流變性問題：升溫增稠，高溫流變性問題：升溫增稠，P P循循循循增加，開泵困難增加，開泵困難增加，開泵困難增加，開泵困難……　　　　　　　　　升溫降粘，　　　　　　　　　升溫降粘，　　　　　　　　　升溫降粘，　　　　　　　　　升溫降粘， 洗井困難，重晶石沉淀洗井困難，重晶石沉淀洗井困難，重晶石沉淀洗井困難，重晶石沉淀……　　　　　　　　井井井井愈愈愈愈深深深深，，，，井井井井溫溫溫溫愈愈愈愈高高高高，，，，問問問問題題題題愈愈愈愈突突突突出出出出（（（（粘粘粘粘度度度度升升升升高高高高控控控控制不了或粘度低而提不起來）。

制不了或粘度低而提不起來）制不了或粘度低而提不起來）制不了或粘度低而提不起來）預測：有望在預測：有望在2 2～～3 3年內(nèi)解決這個至今困擾深井鉆井的重大技術(shù)難題年內(nèi)解決這個至今困擾深井鉆井的重大技術(shù)難題深井高溫水基重泥漿流變性提提高高泥泥漿漿對對高高溫溫分分散散的的抑抑制制性性，，達達到到所所需程度（難點）需程度（難點）降降低低粘粘土土（（膨膨潤潤土土））含含量量：：遠遠低低于于其其高高溫容量上限，但應(yīng)高于其下限溫容量上限，但應(yīng)高于其下限解解決決低低粘粘土土含含量量下下的的高高溫溫后后減減稠稠及及高高溫溫下低粘、切的問題（難點）下低粘、切的問題（難點）主要技術(shù)思路及難點在上述基本思路的基礎(chǔ)上，加強三個方向：在上述基本思路的基礎(chǔ)上，加強三個方向：不影響泥漿密度而大量減少重晶石用量不影響泥漿密度而大量減少重晶石用量( (泥漿泥漿加重不完全依靠重晶石加重不完全依靠重晶石) )不影響泥漿流變性而能大幅度降低膨潤土含量不影響泥漿流變性而能大幅度降低膨潤土含量( (流變性控制不完全依靠膨潤土流變性控制不完全依靠膨潤土) )對粘土分散的抑制性不依靠降粘劑，而是以大對粘土分散的抑制性不依靠降粘劑，而是以大幅度提高水相的抑制性為重點。

幅度提高水相的抑制性為重點目前較有希望的技術(shù)方向 有機酸鹽：有機酸鹽：甲酸鈉甲酸鈉( (鉀、銫鉀、銫) )、乙酸鈉、乙酸鈉( (鉀鉀、、銫銫) )具有溶解度高、溶液密度高、結(jié)晶點低的特點具有溶解度高、溶液密度高、結(jié)晶點低的特點鹽類鹽類飽和度飽和度％％密度密度g/cm3結(jié)晶點結(jié)晶點pH甲酸鈉甲酸鈉451.34-239.4甲酸鉀甲酸鉀761.60-4010.5甲酸銫甲酸銫832.37-5713.0有機酸鹽加重鉆井液體系 高濃度有機鹽具有很強的抑制粘土水化分散能力高濃度有機鹽具有很強的抑制粘土水化分散能力 濃度鹽類1020273640425076NaCl0.930.840.755—————CaCl20.940.83—0.630.340.32—HCOOK0.920.87—0.790.67—0.540.25鹽水溶液的活度鹽水溶液的活度 若它與聚合醇等配合使用，則抑制性還能進一步提高到現(xiàn)若它與聚合醇等配合使用，則抑制性還能進一步提高到現(xiàn)有泥漿達不到的程度有泥漿達不到的程度有機酸鹽加重鉆井液體系(A)(A)由于有機鹽溶液密度很容易達到由于有機鹽溶液密度很容易達到1.501.50以上，這以上，這樣使泥漿所需加重劑的量可大幅度減少。

例如樣使泥漿所需加重劑的量可大幅度減少例如重晶石加重泥漿重晶石加重泥漿 設(shè)淡水泥漿設(shè)淡水泥漿γ=1.20 γ=1.20 相同鉆屑含量的甲酸相同鉆屑含量的甲酸鉀泥漿鉀泥漿γ=1.70γ=1.70它加重到它加重到2.002.00、、2.502.50所需重所需重晶石相當于淡水泥漿加重到晶石相當于淡水泥漿加重到1.501.50、、2.002.00這樣固相含量就低得多，其粘土容量限升高很多固相含量就低得多，其粘土容量限升高很多有機鹽加重鉆井液體系的優(yōu)點(B) (B) 由于其活度很低，泥漿抑制粘土水化能力成倍提高又由于其活度很低，泥漿抑制粘土水化能力成倍提高又使粘土容量限大大提高同時又能穩(wěn)定井壁和保護油層使粘土容量限大大提高同時又能穩(wěn)定井壁和保護油層C) (C) 輔之以降粘劑的抑制性及稀釋性，則可達到預期效果輔之以降粘劑的抑制性及稀釋性，則可達到預期效果D)(D)高濃度有機酸鹽與現(xiàn)有高溫處理劑有較好的配伍性高濃度有機酸鹽與現(xiàn)有高溫處理劑有較好的配伍性( (不嚴不嚴重影響其高溫降失水、降粘效能重影響其高溫降失水、降粘效能) )，在高溫濃度條件下仍，在高溫濃度條件下仍比較容易形成符合要求的泥漿體系。

且腐蝕性也比無機比較容易形成符合要求的泥漿體系且腐蝕性也比無機鹽相對較弱鹽相對較弱成功體系示例：成功體系示例：甲酸鹽甲酸鹽——聚合物泥漿、甲酸鹽聚合物泥漿、甲酸鹽——聚磺泥漿、聚磺泥漿、 甲酸鹽甲酸鹽——正電膠泥漿正電膠泥漿存在問題：存在問題： 成本較高、防腐蝕問題及有效配套處理劑需成本較高、防腐蝕問題及有效配套處理劑需進一步應(yīng)用研究并使體系配套進一步應(yīng)用研究并使體系配套有機鹽加重鉆井液體系的優(yōu)點? 問題的關(guān)鍵是聚合物的抗溫、抗鹽增粘、增切能力現(xiàn)已有問題的關(guān)鍵是聚合物的抗溫、抗鹽增粘、增切能力現(xiàn)已有的較為成功的產(chǎn)品如：的較為成功的產(chǎn)品如：XCD、、M-I公司微交聯(lián)聚合物，公司微交聯(lián)聚合物，AP-P系列系列(XCF系列系列)是現(xiàn)在國內(nèi)外正大力研究開發(fā)的體系此體系與有是現(xiàn)在國內(nèi)外正大力研究開發(fā)的體系此體系與有機酸配合使用其效果將可能更好機酸配合使用其效果將可能更好? 把泥漿中膨潤土含量降低到粘土容量下限，徹底解決靠近把泥漿中膨潤土含量降低到粘土容量下限，徹底解決靠近(超超過過)上限所帶來的問題用自身可以提高泥漿粘度、切力的新型上限所帶來的問題用自身可以提高泥漿粘度、切力的新型抗溫抗鹽聚合物來建立抗溫抗鹽聚合物來建立(補充補充)泥漿所需的粘、切及攜帶、懸浮能泥漿所需的粘、切及攜帶、懸浮能力。

再配合現(xiàn)有抗高溫泥漿技術(shù)，從而使整體問題簡化再配合現(xiàn)有抗高溫泥漿技術(shù)，從而使整體問題簡化 ? 抗溫抗鹽增粘抗溫抗鹽增粘(切切)劑的開發(fā)與應(yīng)用劑的開發(fā)與應(yīng)用有機鹽抗高溫加重鉆井液需進一步開展的工作總總 結(jié)結(jié)?抗抗200℃以上高溫深井水基鉆井液技術(shù)仍是當前鉆井領(lǐng)域以上高溫深井水基鉆井液技術(shù)仍是當前鉆井領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸之一；高溫重泥漿的流變性控制是技術(shù)的關(guān)鍵的技術(shù)瓶頸之一；高溫重泥漿的流變性控制是技術(shù)的關(guān)鍵點?聚磺鉆井液仍是抗高溫水基鉆井液的基本體系在該體系聚磺鉆井液仍是抗高溫水基鉆井液的基本體系在該體系中，抗溫、抗鹽聚合物的研制是目前攻關(guān)的主要目標中，抗溫、抗鹽聚合物的研制是目前攻關(guān)的主要目標?有機鹽與聚磺體系的結(jié)合有機鹽與聚磺體系的結(jié)合——有望解決高溫重泥漿的流變有望解決高溫重泥漿的流變性控制問題性控制問題?近年來又研制出一些新體系，提出一些新思路，但尚不夠近年來又研制出一些新體系，提出一些新思路，但尚不夠成熟，正在進一步研究中成熟，正在進一步研究中 謝 謝！。