鉆井液處理劑應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展

魯政權(quán)

摘 要：鉆井液體系性能的優(yōu)劣取決于處理劑的質(zhì)量。該文分析了現(xiàn)有的合成材料、天然改性材料和工業(yè)農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品3種主要鉆井液處理劑的應(yīng)用現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有處理劑在性能和應(yīng)用中存在問(wèn)題進(jìn)行深入分析，指出了鉆井液處理劑3種發(fā)展趨勢(shì)，提出應(yīng)該在提升鉆井液抑制性、天然性能優(yōu)化、鉆井液綠色化發(fā)展進(jìn)行深入研究，對(duì)石油鉆采工藝發(fā)展有著積極的影響。

關(guān)鍵詞：鉆井液處理劑；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：TE254 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

鉆井液是鉆井施工中應(yīng)用的工作流體，鉆井液對(duì)于鉆井作業(yè)有著重要的影響，應(yīng)用性能良好的鉆井液可以提升鉆井質(zhì)量。鉆井液處理劑現(xiàn)階段得到了充分的發(fā)展，綜合現(xiàn)階段鉆井液處理劑的應(yīng)用現(xiàn)狀，探究其發(fā)展趨勢(shì)，了解發(fā)展重點(diǎn)，對(duì)于石油鉆井行業(yè)發(fā)展來(lái)說(shuō)具有積極的推動(dòng)作用。

1 鉆井液處理劑應(yīng)用現(xiàn)狀

鉆井液處理劑的主要作用就是通過(guò)向鉆井液中加入化學(xué)試劑來(lái)調(diào)節(jié)其性能，鉆井液處理劑根據(jù)元素構(gòu)成，可以分為無(wú)機(jī)處理劑與有機(jī)處理劑2種類型。無(wú)機(jī)處理劑主要包括酸、堿、鹽以及氧化物等物質(zhì)，而有機(jī)鉆井液主要包括了表面活性劑以及高分子聚合物等相關(guān)物質(zhì)。

1.1 合成材料處理劑

合成材料處理劑主要有合成聚合物、合成樹(shù)脂磺酸鹽、聚醚以及胺基聚醚幾種類型。分析合成聚合物處理劑可以發(fā)現(xiàn)，從整體上來(lái)說(shuō)，合成材料處理劑多為AMPS、AM、AA等單體的二元或者多元共聚物的合成以及評(píng)價(jià)等，多數(shù)都是簡(jiǎn)單重復(fù)性研究，缺乏創(chuàng)新思想。

在進(jìn)行胺基聚醚的研究中多數(shù)都是評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有基于鉆井液的角度進(jìn)行深入地研究。合成材料類別的處理劑多數(shù)都是以丙烯酸多元共聚物以及SMP為主，很少使用AMPS聚合物。而現(xiàn)場(chǎng)中大量應(yīng)用的主要就是初代產(chǎn)品，新產(chǎn)品是否滿足標(biāo)準(zhǔn)是研究的重點(diǎn)，但是沒(méi)有對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量以及時(shí)效性進(jìn)行分析。

在國(guó)外進(jìn)行合成材料的研究以及現(xiàn)用處理劑的品種研究較少，但是其具有一定的針對(duì)性，其主要研究的內(nèi)容就是性能的優(yōu)化，重視處理劑以及鉆井液的形成。

1.2 天然材料改性處理劑

天然材料改性處理劑主要包括淀粉改性處理劑、纖維素改性處理劑、木質(zhì)素改性處理劑、腐殖酸改性處理劑以及脂改性處理劑不同的類型。

整體上來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)外對(duì)天然材料改性處理劑研究主要就是基于綠色環(huán)保材料結(jié)構(gòu)以及基團(tuán)有環(huán)保特殊性功能的處理劑，對(duì)于材料的主體作用較為關(guān)注，其應(yīng)用的范圍也較為明確，具有較為顯著的目的性。將鉆井液的需求作為主要的發(fā)展目標(biāo)，其對(duì)于天然材料改性處理劑的具體應(yīng)用范圍以及用量較為關(guān)注。

相對(duì)于國(guó)外來(lái)說(shuō)，在國(guó)內(nèi)，天然材料改性處理劑在研究中還是存在一定的差異，在生產(chǎn)以及應(yīng)用上缺乏延續(xù)性，缺乏對(duì)環(huán)保性能的研究。

1.3 工業(yè)廢料以及農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品改性處理劑

工業(yè)廢料以及一些農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品是制備鉆井液的重要材料，具有價(jià)格低廉的特征，在處理劑的制備研究中應(yīng)用具有較為重要的作用。現(xiàn)階段，廢泡沫、丙烯酸酯等是主要的原料，主要就是通過(guò)乳液聚合制備形成封堵微裂縫的膠乳護(hù)理材料，抗溫高達(dá)200 ℃，具有良好的效果。

一些根據(jù)廢油脂改性形成的產(chǎn)品具有良好的抗溫抗鹽等特征，主要就是以廢動(dòng)物油、反應(yīng)產(chǎn)物以及廢油等為原材料。其中通過(guò)廢棄植物油脂以及小分子醇類進(jìn)行酯交換或者酯化反應(yīng)而生產(chǎn)長(zhǎng)鏈的脂肪酸值，通過(guò)與表面活性劑進(jìn)行配合可以形成一種無(wú)毒植物的油鉆井液潤(rùn)滑劑。

應(yīng)用地溝油以及二乙二醇為主要原材料進(jìn)行酯交換反應(yīng)可以形成直鏈酯類的產(chǎn)物，在進(jìn)行硫化反應(yīng)之后可以與石墨復(fù)配獲得無(wú)毒、具有弱熒光鉆井液的潤(rùn)滑劑；應(yīng)用廢機(jī)油，進(jìn)行磺化處理，通過(guò)表面活性劑復(fù)配制備處理，就可以形成一種鉆井液，此種類型的鉆井液具有抗高溫以及抑制、降濾失以及井壁穩(wěn)定能力相對(duì)較強(qiáng)的特征優(yōu)勢(shì)，具有多功能的特征。同時(shí)，應(yīng)用油脂類的加工肥料，在對(duì)其進(jìn)行提純以及處理時(shí)可以獲得具有生物降解特征的潤(rùn)濕劑。

現(xiàn)階段，在國(guó)際上工業(yè)廢料以及一些農(nóng)林加工副產(chǎn)品為原材料的鉆井液以及相關(guān)處理劑制備相對(duì)較為成熟。隨著各種技術(shù)手段的成熟，在綠色環(huán)保的理念下，我國(guó)對(duì)工業(yè)廢料以及農(nóng)林加工的副產(chǎn)品改性處理劑的研究也相對(duì)較多，發(fā)展勢(shì)頭顯著。

2 鉆井液處理劑發(fā)展趨勢(shì)

2.1 提升鉆井液抑制性

在技術(shù)手段不斷成熟進(jìn)步的過(guò)程中，鉆井液中的膨潤(rùn)土以及低密度固相含量的控制水平在不斷地提升。而隨著鉆井液的抑制性在不斷地提升，膨潤(rùn)土造成的鉆井液黏度升高、切力提升以及流變性不佳的問(wèn)題逐漸有所控制，在實(shí)踐中降黏劑的應(yīng)用數(shù)量不斷地減少。

從提升鉆井液抑制性的角度出發(fā)，不斷開(kāi)發(fā)應(yīng)用鉆井液的抑制性化合物，提升鉆井液的性能，增強(qiáng)基團(tuán)熱穩(wěn)定性、水解穩(wěn)定性及良好的吸附性以及水化能力。

在今后的發(fā)展過(guò)程中，增黏劑、提切劑等主要就是通過(guò)處理劑分子與固相顆粒、處理劑與黏土的有效吸附方式形成一種空間的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提升鉆井液的剪切稀釋性，優(yōu)化鉆井液的觸變性以及黏度，凸顯鉆頭水功率優(yōu)勢(shì)。

2.2 天然性能優(yōu)化

改變天然材料的吸附基以及水化基團(tuán)的性質(zhì)與數(shù)量，提升鉆井液應(yīng)用效果，利用結(jié)構(gòu)重排、分子修飾等方式體征處理劑整體的熱穩(wěn)定性，可以達(dá)到延長(zhǎng)應(yīng)用周期，擴(kuò)大應(yīng)用范圍的效果。利用天然材料的水解以及降解反應(yīng)，制備生產(chǎn)處理劑，開(kāi)發(fā)研究低成本以及綠色環(huán)保的處理劑是今后的熱門。

工業(yè)肥料以及一些農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品的二次開(kāi)發(fā)與利用，是一種綠色環(huán)保，資源化的產(chǎn)品模式，通過(guò)利用這些原材料開(kāi)發(fā)研究新型低成本的處理劑，可以在完善現(xiàn)有的處理劑性能基礎(chǔ)之上，利用不同程度的分離、純化以及化學(xué)反應(yīng)制作形成不同類型的產(chǎn)品。

2.3 鉆井液綠色化發(fā)展

應(yīng)用天然物質(zhì)的新型鉆井液處理劑是今后發(fā)展的重點(diǎn)，也是經(jīng)濟(jì)、技術(shù)以及環(huán)境發(fā)展的有效集合。從整體上來(lái)說(shuō)，我國(guó)鉆井液處理劑以及鉆井液系統(tǒng)的研究具有性能單一、成本較高，工藝手段較為復(fù)雜等問(wèn)題。

而為了使鉆井液處理劑向著環(huán)保的方向發(fā)展，現(xiàn)階段，在鉆井液的研究中重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容是天然材料，也對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)手段進(jìn)行了深化改革，提升整體的性價(jià)比，要開(kāi)發(fā)新型的鉆井液處理劑材料，系列化產(chǎn)品改革，進(jìn)行基礎(chǔ)理論研究，開(kāi)發(fā)研究高校高純度的環(huán)保鉆井液處理劑，推動(dòng)科研成果的轉(zhuǎn)化，將鉆井液的開(kāi)發(fā)研究與環(huán)保有效融合，推動(dòng)石油鉆采工業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

分析鉆井液處理劑的應(yīng)用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)與特征，了解鉆井液的應(yīng)用要點(diǎn)與重要性，對(duì)于石油鉆采工業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)具有一定的推動(dòng)作用。綠色環(huán)保、天然改性材料是鉆井液發(fā)展的重點(diǎn)，要提升整體性能，進(jìn)而為石油鉆采工業(yè)開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。

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