鉆井液的三大家族

■ 敏銳

鉆井液是鉆探過程中，孔內使用的循環沖洗介質。鉆井液按分散介質（連續相）可分為水基鉆井液、油基鉆井液、氣體型鉆井流體等。鉆井液主要由液相、固相和化學處理劑組成。液相可以是水（淡水、鹽水）、油（原油、柴油）或乳狀液（混油乳化液和反相乳化液）。固相包括有用固相（膨潤土、加重材料）和無用固相（巖石）。化學處理劑包括無機、有機及高分子化合物。

1水基鉆井液

水基鉆井液是一種以水為分散介質，以黏土（膨潤土）、加重劑及各種化學處理劑為分散相的溶膠懸浮體混合體系。其主要組成是水、黏土、加重劑和各種化學處理劑等。加重劑是用于控制地層壓力、防止地層坍塌、地層涌水、井噴和調整泥漿密度的一種材料，以重晶石用量最大，其他有鉛粉、氧化鐵、碳酸鈣等。

水基鉆井液發展基本經歷了六個階段，即天然鉆井液（1904～1921年）、細分散鉆井液（1921～1946年）、粗分散鉆井液（1946～1973年）、不分散低固相鉆井液（1966年至今）、無固相鉆井液（1968年至今）、聚合物鉆井液（1978年至今）階段等。

水基鉆井液還可分為：淡水鉆井液，氯化鈉含量低于10mg/cm3，鈣離子含量低于0.12mg/cm3；鹽水鉆井液（包括海水及咸水鉆井液），氯化鈉含量高于10mg/cm3；鈣處理鉆井液，鈣離子含量低于0.12mg/cm3；飽和鹽水鉆井液，含有一種或多種可溶性鹽的飽和溶液；混合乳化（水包油）鉆井液，含有3%～40%乳化油類的水基鉆井液；不分散低固相聚合物鉆井液，固相含量低于4%，含有適量聚合物；鉀基鉆井液，氯化鉀含量高于3%，1978年以來開始在我國鉆井現場使用；聚合物鉆井液是以聚合物（如聚陰離子纖維素、羧甲基纖維素等）為主體，配以降黏劑、降濾失劑、防塌劑和潤滑劑等多種化學處理劑的鉆井液。聚合物鉆井液是20世紀80年代發展起來的一種新型鉆井液體系，包括陽離子聚合物鉆井液、兩性離子聚合物鉆井液、全陽離子聚合物鉆井液、深井聚合物鉆井液和正電膠鉆井液等。

2油連續相鉆井液

習慣稱為油基鉆井液，是一種以油（主要是柴油或原油）為分散介質，以加重劑、各種化學處理劑及水等為分散相的溶膠懸浮混合體系。其主要組成是原油、柴油、加重劑、化學處理劑和水等。它基本經歷了原油鉆井液（1930年初）、油基鉆井液、油包水（反相乳化）鉆井液（1960年至今）等三個階段。

原油鉆井液，主要成分是原油。油基鉆井液以柴油（或原油）為連續相，以氧化瀝青為分散相，再配以加重劑和各種化學處理劑配制而成。而油包水（反相乳化）鉆井液以柴油（或原油）為連續相，以水為分散相，呈小水滴分散在水中（水可占60%的體積），以有機膨潤土（親油膨潤土）和氧化瀝青等為穩定劑，再配以加重劑和各種化學處理劑等配制而成。1978年以來開始在我國鉆井現場使用。

3氣體型鉆井流體

氣體鉆井液是以空氣或天然氣作為鉆井循環流體的鉆井液。泡沫鉆井液是以泡沫作為鉆井循環流體的鉆井液。主要組成是液體、氣體及泡沫穩定劑等。20世紀80年代，我國標準化委員會鉆井液體系分委會把鉆井液分為：不分散低固相聚合物鉆井液、淡水鉆井液、鹽水鉆井液、飽和鹽水鉆井液、鈣處理鉆井液、鉀基鉆井液、油基鉆井液、氣體鉆井液等八大體系。

API(美國石油學會)及LADC(國際鉆井承包商協會)認可的鉆井液體系如下：不分散鉆井液體系，分散性鉆井液體系，鈣處理鉆井液體系，聚合物鉆井液體系，低固相鉆井液體系，飽和鹽水鉆井液體系，修井完井鉆井液體系，油基鉆井液體系和空氣、霧、泡沫和氣體體系。