鉆井液與鉆井的關系

鉆井液基礎知識

主講：蘇俊華第一節(jié)鉆井液性能與鉆井工作的關系一、鉆井液密度與鉆井工作的關系鉆井液密度大，產(chǎn)生的液柱壓力就大，鉆井液的設計原則是“壓而不死，活而不噴”。在鉆井過程中，鉆井液在井內保持不斷循環(huán)，如果鉆井液密度控制不當，就會發(fā)生井塌、井漏或井噴等事故。鉆井液的密度大小還直接影響著鉆井速度的快慢，鉆井液密度增加機械鉆速下降，特別是粒度為1微米以下的小固體顆粒的影響更為嚴重。1．鉆井液密度不當?shù)奈：︺@井液密度過大的危害有以下幾個方面。（1）損害油氣層。（2）降低鉆井速度。（3）易造成濾餅粘附（壓差）卡鉆。（4）易憋漏地層。（5）易引起過高的粘切。（6）多消耗鉆井液材料及動力；（7）抗污染能力下降。密度過低的危害是容易發(fā)生井噴、井塌（尤其是負壓鉆井）、縮徑（對塑性地層，如較純的粘土、巖鹽層等）及攜巖能力下降等。2．影響鉆井液密度的因素在鉆井液中存在著水、粘土（惰性及活性）、處理劑（包括加重劑）、巖屑以及地層中的可溶性鹽類等，因而其密度也與這幾個方面有關。（1）鉆井液密度隨鉆井液中固相含量的增加而增大，隨固相含量的減小而減小。（2）鉆井液中液相體積減少或液相密度加大，都能使鉆井液密度升高。（3）油、氣侵入鉆井液后，密度會很快下降。3．提高鉆井液密度的方法一般可在鉆井液體系中加入密度較大的惰性物質，如重晶石、碳酸鈣等；也可加入可溶性鹽，另外根據(jù)情況可選用除氣、除泡等工藝方法。4．降低鉆井液密度的方法降低密度的方法一般有如下幾種。（1）機械法。把有害物質通過機械設備清除。例如使用振動篩、除砂器等。（2）稀釋法。加入一定量的清水稀釋鉆井液，使其密度下降。（3）使用發(fā)泡劑或充氣來增大體積而降低密度。（4）使用化學絮凝劑來降低密度。2

5．對鉆井液密度的要求對密度有如下要求：（1）合理的鉆井液密度必須根據(jù)所鉆地層的孔隙壓力、破裂壓力及鉆井液的流變參數(shù)加以確定。在正常的情況下，其密度的附加系數(shù)按壓力值計算：氣層為3.0～5.0兆帕，油層為1.5～3.5兆帕。3

（2）提高鉆井液密度必須采用合格的加重材料，用自造漿方法來提高密度是不合適的。（3）對非酸敏性又需酸化的產(chǎn)層應使用酸溶性加重材料，例如石灰石粉（密度在1300千克/立方米以內）、鐵礦粉或鈦鐵礦粉（密度超過千克/立方米）。6．鉆井液密度的調整鉆井中如果鉆通水層、高壓地層或低壓油層，密度會發(fā)生變化，必須加以調整。（1）在對其它性能影響不大時，加水降低密度是最有效且最經(jīng)濟的方法。（2）加濃度小的處理劑，可降低密度且能保持原有性能，但要考慮鉆井液接受藥劑的能力。（3）加優(yōu)質輕鉆井液也可降低密度，但降低幅度不大。（4）混油也可降低密度，但不夠經(jīng)濟，且影響地質錄井。

（5）充氣亦可大大降低鉆井液密度，如鉆低壓油層可用充氣鉆井液。（6）提高密度可加入各種加重材料，其中以重晶石粉最為理想。（7）加重鉆井液時不能過猛，應逐步提高，每次以增加0.10g/cm3較適宜。（8）對加重前的鉆井液固相含量必須加以控制。所需密度越高，加重前的固相含量應越低，粘度切力亦應越低。應根據(jù)鉆井液的類型加以調控。二、鉆井液的粘度、切力1．鉆井液的粘度、切力（1）塑性粘度。鉆井液的粘度是指鉆井液在流動時，液體分子與液體分子之間，液體分子與固體顆粒之間，液體分子與液體分子之間，以及固體顆粒與固體顆粒之間的內摩擦力的總和。（2）表觀粘度。表觀粘度是用一定體積的鉆井液流經(jīng)規(guī)定尺寸的小孔所需的時間來表示，現(xiàn)場多使用漏斗粘度。（3）切力（初切力、終切力）。鉆井液中的粘土顆粒，由于其形狀的不規(guī)則，表面帶電性和親水性的不均勻，常易形成網(wǎng)狀結構，破壞鉆井液中單位面積上的網(wǎng)狀結構所需的最小切應力，稱為鉆井液的極限靜切力，簡稱鉆井液切力。

初切力是鉆井液靜止1分鐘后所測得的切力，用θ1表示。終切力是鉆井液靜止10分鐘后所測得的切力，用θ10表示。初切力與終切力的差值表示了鉆井液的另一特征——觸變性，即網(wǎng)狀結構隨靜止時間的長短恢復的程度。差值越大觸變性越強；反之，觸變性越弱。2．鉆井液粘度、切力與鉆井關系鉆井液粘度對鉆井的影響主要是鉆井液從鉆頭水眼處噴射至井底粘度對鉆速的影響，鉆井液粘度高，在井底易形成一個類似粘性墊子的液層，它降低和減緩了鉆頭對井底的沖擊力和切削作用，使鉆速降低。若清水鉆進鉆速提高，由于它的密度低，形成的液柱壓力小，而且粘度小，液流對井底的沖擊力強，使鉆頭沖擊和切削巖石的阻力小，不分散低固相鉆井液具有很好的剪切稀釋效應，4

在環(huán)形空間的低速度梯度范圍內，它的粘度比比分散型鉆井液粘度高，而在鉆頭水眼處的高速度梯度范圍內，粘度可接近清水，表明它有較好的鉆井液流變參數(shù)范圍，所以可大幅度地提高鉆井速度，有效地提高巖屑攜帶效率，保證井下安全。鉆井液中的巖屑由于重力的作用而下沉，因此，切力越大，懸浮巖屑能力越強，反之越小。3．鉆井液的粘度和切力對鉆井工作的影響（1）影響粘度、切力升高的因素。當粘度與切力發(fā)生變化時，會引起鉆井液中固相與固相、液相與液相、液相與固相之間的三種摩擦阻力影響因素的變化。一是增加了粘土含量（本身發(fā)生水化分散與吸附）；二是固體顆粒之間形成局部網(wǎng)狀結構；三是加入水溶性高分子化合物，使長鏈高分子在鉆井液中伸展或卷曲，增加了濾液粘度，并促使粘土顆粒形成網(wǎng)狀結構；四是提高固相顆粒分散度，使顆粒之間距變小，易互相碰撞接觸形成網(wǎng)狀結構等。以上幾方面會引起粘度與切力升高，流動性變差。

（2）影響粘度、切力降低的因素。當鉆井液受油氣侵、粘土侵、鹽侵、鈣侵等污染后變稠，需要采取降低粘度的措施。一是增加鉆井液中自由水的含量，適當補充清水，以減少摩擦阻力；二是加入稀釋劑，增加水化性，減弱或拆散局部的網(wǎng)狀結構，放出自由水；三是升高溫度，使增稠劑性能減弱，在分子之間由于熱運動而使距離增大，使內摩擦力降低。

（3）鉆井液的粘度和切力控制不當危害。鉆井液的粘度和切力必須維持適當?shù)臄?shù)值，否則會引起一些不良的后果。

1）粘度、切力過大的危害。流動阻力大，能量消耗多，功率低，鉆速慢；凈化不良（固控設備不易充分發(fā)揮效力），易引起井下復雜情況；易泥包鉆頭，壓力波動大，易引起卡、噴、漏和井塌等事故；脫氣較難，影響氣測并易造成氣侵。

2）粘度和切力過低的危害。洗井不良，井眼凈化效果差；沖刷井壁加劇，引起井塌等井下事故；巖屑過細影響錄井。4．對鉆井液粘度、切力的要求（1）盡可能采用較低的粘度及切力，不同密度其數(shù)值的大小有不同的最佳范圍。（2）低固相鉆井液若使用賓漢模式，其動塑比值一般應保持在0.48左右（ISO制為4.8）。（3）若使用冪律模式，其n值（流型指數(shù)）一般可保持在0.5～0.7之間。5．粘度和切力的調整鉆進時，一旦鉆井液的粘度、切力發(fā)生變化，可采用下列方法加以調整。（1）對原漿性能影響不大時可加清水，稀釋降低粘度、切力。（2）最常用的辦法是加降粘劑，降低粘度和切力，不同的鉆井液體系應選用不同的降粘劑。（3）根據(jù)粘度、切力升高的原因而采用相適應的措施降低粘度和切力。如鈣污染引起的粘度、切力升高，應加入除鈣劑，即加入有機磷酸鹽類效果最佳。若因造漿強的地層而引起的，應加入強抑制劑效果較好。（4）提高粘度和切力可采用高聚物有機增粘劑，如高粘CMC或復合離子型聚丙烯酸鹽類。（5）若攜砂能力差，加改性石棉最理想。而在飽和鹽水鉆井液中可用抗鹽膨潤土來增加粘度和切力。（6）正電膠鉆井液具有較高的懸浮能力和攜巖能力。三、鉆井液造壁性能1．濾失量濾失量也叫失水量，即鉆井液濾液進入地層的多少。在井眼內鉆井液中的部分水分因受壓差的作用而滲透到地層中去，這種現(xiàn)象叫濾失。濾失的多少叫濾失量。（1）鉆井液在井內靜止條件下的濾失作用稱為靜濾失。（2）鉆井液在井內循環(huán)條件下，即濾餅形成和破壞達到動態(tài)平衡時的濾失作用稱為動濾失，在一定剪切速率下測定的濾失量，稱為動濾失量（動失水）。

（3）在鉆井過程中，地層被鉆開，濾餅在未形成之前，鉆井液中的大量水分在短時間內迅速滲入地層，這種情況下的濾失作用稱為瞬時濾失。（4）鉆井液的濾失量分為API濾失量，即在686Pa、常溫下測定的濾失量。（5）高溫高壓濾失量，即在1034.25Pa及150℃下測定的濾失量。2．濾餅的概念由于鉆井液液柱與地層間的壓差作用，在濾失的同時，粘土顆粒在井壁周圍形成一層堆積物，此堆積物叫濾餅。濾餅的好壞（質量）用滲透性即致密程度、強度、摩阻性及厚度來表示。規(guī)定室內在一定的壓差下，通過45cm2士0.6cm2過濾面積的濾紙，經(jīng)30分鐘濾液的數(shù)量為濾失量（毫升）。同時，在濾紙上沉積的固相顆粒的厚度為濾餅厚度（厚度），它是室內評價鉆井液造壁性能好壞的指標之一。3．濾矢量與慮餅的關系慮餅的厚度與鉆井液的慮矢量有密切的關系，同一鉆井液其慮矢量越大，濾餅越厚；但不同的鉆井液，濾矢量相同，其濾餅厚度不一定相同。致密而堅韌的濾餅能夠有效控制鉆井液的進一步濾失。在其他條件相同的情況下，壓差對慮矢量也有影響，不同的鉆井液存在三種不同的情況，有的隨壓差增大而增大；有的隨壓差變化而變化；有的則隨慮矢量的增大而減小。4．影響濾矢量與濾餅質量的因素影響因素有：膨潤土的含量；固相顆粒的水化分散性；濾液的粘度；地層巖石的孔隙度與滲透性；液柱壓力與地層壓力的差值；井下溫度；濾失時間。5．濾餅的摩擦系數(shù)濾餅表面有一定的粘滯性，當物體在其表面產(chǎn)生相對運動時，將受到一定的摩擦阻力。濾餅的摩擦系數(shù)越大，鉆具靠近井壁時產(chǎn)生的摩擦阻力也越大，容易造成粘附卡鉆或起下鉆遇阻、遇卡等現(xiàn)象。同時，對鉆具的磨損也越嚴重，鉆具容易產(chǎn)生早期疲勞。因此，鉆井液中通常要加入潤滑劑來降低濾餅的摩擦系數(shù)。6．鉆井工藝對濾失量和濾餅質量的要求濾餅質量高，摩擦系數(shù)低，有利于防止粘附卡鉆，有利于井壁穩(wěn)定，能夠防止井壁坍塌與剝蝕掉塊。鉆井液慮矢量過大，濾餅質量差（厚而松軟）的危害：（1）易造成地層孔隙堵塞而損害油氣層。濾液大量進入油氣層，會導致油氣層滲透率等物性變化，損害油氣層，降低產(chǎn)能。（2）濾餅在井壁堆積太厚，使環(huán)空間隙變小，導致泵壓升高。（3）易使鉆頭泥包，造成下鉆遇阻、遇卡或堵死水眼。（4）在高滲透地層易造成濾餅過厚而引起遇卡，甚至發(fā)生粘附卡鉆。（5）導致電測不順利和電測結果失真。（6）易導致松軟易垮塌地層的坍塌，形成不規(guī)則的井眼，引起井漏等。7．鉆井液濾失量的確定規(guī)則（1）井淺時可放寬，井深時要從嚴。（2）裸眼時間段可放寬，裸眼時間長要從嚴。（3）使用不分散處理劑時可放寬，使用分散性處理劑時要從嚴。（4）礦化度高者可放寬，礦化度低者要從嚴。（5）在油氣層中鉆進，濾失量愈低愈有利于減少損害，尤其是在高溫高壓時，濾失量應在10～15m（鉆井液管理條例規(guī)定一般地層為20mL）。

（6）在易塌地層鉆進，濾失量需嚴格控制，最好不大于5mL；一般地層可根據(jù)具體情況確定（如易造漿地層可以大些）。（7）要求濾餅薄而堅韌，以利于保護井壁，避免壓差卡鉆。（8）低濾失量可根據(jù)鉆井液的類型及當時的具體情況而選用適當?shù)慕禐V失劑。目前較常用的是低粘度CMC；若降濾失量的同時又希望提高粘度，可采用中粘度CMC。聚合物鉆井液常用聚丙烯臘鹽類（鈉鹽、鈣鹽或銨鹽）。在超深井段應選用抗溫能力強的酚醛樹脂（SMP-1）。使用飽和鹽水鉆井液時可選用SMP-2?？傊?，要根據(jù)鉆井實際情況，以井下情況正常為原則，正確制定并及時調整鉆井液濾失量，既要快速節(jié)省，又要井下安全、不損害油氣層。四、固相含量1．基本概念固相含量一般是指鉆井液中水不溶物的全部含量及可溶性鹽類。含砂量是指鉆井液中不能通過200目篩子（即邊長為74微米）的砂子。常以質量分數(shù)或體積分數(shù)（%）來表示，其中包括加重材料、粘土及鉆屑。前兩者屬于有用固相，后者為無用固相。

對各種化學劑基本不起化學反應的固相叫惰性固相（如加重材料及鉆屑）；與處理劑起化學反應的叫活性固相（如粘土）。（1）粘土。一類具有可塑性的、軟的、有各種顏色的泥土。一般是含水氧化侶的硅酸鹽，由長石和其它硅酸鹽分解而成，顆粒的直徑約為0.1～100μm。（2）有用固相。鉆井液配方中有用的固相，如適量的土、化學處理劑、加重劑等。（3）無用固相。對鉆井液性能有害的固相，如鉆屑、劣質粘土和砂粒。2．固相含量與鉆井的關系鉆井液中固相含量越低越好，一般控制在0.5%以下。固相含量過大，有以下危害。（1）固相含量高，鉆井液柱壓力大，鉆速降低。（2）固相顆粒愈細對鉆速影響愈大，而且深入油層會造成永久性堵塞，油氣層受損害嚴重。（3）固相含量高、濾失量大時，濾餅厚，摩阻系數(shù)增大，因而易引起井下復雜情況的發(fā)生。

（4）固相含量高，鉆井液的流變性難以控制，且流阻大，功耗多，鉆井效率低。（5）含砂量大，易造成鉆頭、鉆具等機械設備的磨損。（6）在固相含量高時，鉆井液受外界影響大且敏感（如對溫度、各種污染物等的影響變大）。盡管如此，為了到達必需的鉆井液性能，仍需要一定量的有用固相。如膨潤土可提高鉆井液粘度和切力，加重劑可提高鉆井液的密度。3．降低固相含量的方法（1）機械除砂。利用振動篩、除砂器、除泥器等設備降低固相含量。（2）化學除砂。加入化學絮凝劑，將細小的砂子變大而沉降。（3）降低鉆井液粘度有利于降低固相含量。因此在現(xiàn)場維護鉆井液時，對固相含量有下列4.pH值對鉆井工藝的影響（1）pH值過高，0H-在粘土表面吸附，會促進泥頁巖的水化膨脹和分散，對鞏固井壁、防止縮徑和坍塌都不利，往往會引起井下復雜情況的發(fā)生。另外，高pH值的鉆井液具有強腐蝕性，縮短了鉆具及設備的使用壽命。（2）通過PH值的變化，可以預測井下情況。如鹽水侵、石膏侵、水泥侵等都會引起pH的變化。五、鉆井液的酸堿度鉆井液的酸堿度用pH值來表示。

1．pH值的控制方法凡是能提高鉆井液中H+質量濃度或降低0H-質量濃度的物質都能降低鉆井液的pH值；反之，凡是能降低鉆井液H+質量濃度或提高0H-質量濃度的物質都能提高鉆井液的pH值。

在實際操作中，對鉆井液的酸堿度有以下要求。（1）一般鉆井液的pH值控制為8.5～9.5，Pf為1.3～1.5毫升。（2）飽和鹽水鉆井液的Pf在1毫升以上，而海水鉆井液的Pf控制在1.3～1.5毫升。（3）深井耐高溫鉆井液應嚴格控制二氧化碳含量，一般應把Mf/Pf的比值控制在3以內，最大不超過5。Mf為甲基橙堿度，Pf為酚酞堿度。六、可溶性鹽類

在鉆井液中含有多種水溶性鹽類，它來源于地層、加入的化學劑及配漿用水。常用總礦化度、含鹽量（指氯化鈉含量）、含鈣量及游離石灰含量表示。總礦化度是指鉆井液中所含水溶性無機鹽的總質量濃度。含鹽量單指其中的氯化鈉的含量；而含鈣量即指所含游離鈣的濃度；游離石灰（或稱自由石灰）的含量指的是在鉆井液中未溶解的氫氧化鈣含量。這些水溶性鹽類含量均可采用一般化學分析方法加以測定。

可溶性鹽對鉆井液性能及地質作業(yè)的影響有：（1）含鹽量高的鉆井液電阻率必然低，若不符合地層水礦化度的要求，自然電位測井所得曲線即成為直線，給電測解釋造成較大的困難，可能會誤判地層性質。（2）配制較高含鹽量的鉆井液需消耗較多處理劑，費用較大，且會加劇鉆具腐蝕，降低使用壽命。（3）無機鹽類尤其是鉀鹽具有抑制粘土膨脹及分散的作用，故可以減輕粘土含量高對油層的損害，并要控制地層造漿，有利于防塌。

（4）飽和鹽水的鉆井液可抑制巖鹽的溶解，獲得規(guī)則井眼，有利于鉆井。因此，針對各種具體情況，對鉆井液中的各種含鹽量有不同的要求。例如淡水鉆井液的含鹽量不得超過10千克/立方米時，而鉆巖鹽層的鉆井液中鹽的含量應隨時保持飽和狀態(tài)，甚至可以過飽和狀態(tài)。對水敏性地層，含一定量K+的鉆井液有利于防塌。第二節(jié)鉆井液常用處理劑

鉆井液常用處理劑主要有如下十六大類。

1．粘土類（1）膨潤土。主要以蒙脫石為主，因其所吸附的陽離子的不同而分為鈉土和鈣土兩種。由于鈉土水化能力較弱，造漿率較高，適合鉆井液使用。但鈉土一般較少，多為鈣士。實際使用時，常把鈣土改造成人造鈉土（一般采用純堿，有的也用燒堿進行改造），才能滿足鉆井液用土的需要。

天然土礦必須經(jīng)機械加工成粒度大小適宜的粉末后才好使用。它具有白、灰、灰黃及紫紅等顏色，易吸潮而結塊，所以一般宜用聚乙烯薄膜袋為內層而以聚丙烯編織袋為外層包裝。鈉膨潤土有下列幾種用途。

1）用作配漿材料：這是最基本的用途，用它與淡水可配成各種原漿，再經(jīng)過必要的化學處理成為符合鉆井要求的基漿，即可用于鉆井。

2）用來降低鉆井液的濾失量。鈉土可以在淡水中水化而分散成較細的膠粒.形成滲透性較低的濾餅，從而降低濾失量。3）用來提高鉆井液的粘切。由于在淡水中分散的粘土片帶負電荷，其端邊帶有正電荷，故可以互相形成所謂“卡片”狀結構，產(chǎn)生一定的結構強度，可使鉆井液粘切力上升

4）用作堵漏劑的組分。用粘土、柴油及乳化劑可配制柴油-膨潤土堵劑。特別適用于封堵含水漏層，效果較好。膨潤土質量的好壞不但影響所配鉆井液的性能，而且與所配鉆井液接受化學處理劑的能力有很大關系。使用不合格的膨潤土不但用量大，而且須多用藥劑處理，極不經(jīng)濟。膨潤土在入井前或進庫前，必須經(jīng)過嚴格檢驗，不符合質量標準的嚴禁入井。

（2）抗鹽土。主要有凹、凸棒石土兩種。它是一種富含鎂的纖維狀粒土礦物。該種土質經(jīng)特殊加工才能發(fā)揮其應有效能，因為它是一種纖維狀物，不能用一般膨潤土的碾磨設備來加工，否則把其纖維剪斷后即失掉了在鹽水中的造漿能力。它的懸浮體所具有的流變特性主要取決于其長纖維條間的力學（機械）的干擾作用，而不是由顆粒間的靜電引力產(chǎn)生的。故各種電解質對它影響不大，它能在鹽水甚至飽和鹽水中分散并產(chǎn)生較高的粘度和切力。該土有以下幾種用途。

1）用來配制鹽水鉆井液，尤其是海水及飽和鹽水鉆井液。

2）用作鹽水鉆井液（包括海水及飽和鹽水鉆井液）的增粘、增切處理劑。

3）用來提高鹽水鉆井液攜帶鉆屑的能力。

4）用來改善鹽水鉆井液在環(huán)空中的流型。

5）海泡石土不但可以抗較高的溫度而用于地熱井（260℃以上），而且可部分被酸溶解，它也是配制完井液及修井液的好材料，有利于油井酸化增產(chǎn)。

（3）有機土。有機土是指在油中分散的親油性粘土。它不屬于天然礦物，是人工制成的特種土類。由于使用陽離子表面活性劑種類的不同以及制造工藝的差異，我國目前已有801、812、821、4602等多種型號的有機土出售。其用途如下。

1）主要用作油基鉆井液、油包水乳化鉆井液的配漿材料。

2）是油基解卡劑的重要成分。

3）用來調節(jié)油基鉆井液和油包水乳化鉆井液的粘度、切力，穩(wěn)定膠體，降低濾失量。2．加重材料加重材料有兩大類：即固體加重材料與液體加重材料。加重材料必須具備的條件是本身密度較大的惰性物，不與鉆井液中的其它組分發(fā)生化學反應；本身強度低，磨損性小，易粉碎又不磨損鉆井泵的配件；對鉆具腐蝕性小?，F(xiàn)介紹目前使用的幾種加重材料：（1）重晶石粉。它是一種以硫酸鋇為主要成分的天然礦石，經(jīng)過機械加工而成粒度適宜的粉末狀產(chǎn)品。常見的有白色、淺黃色或棕黃色。硫酸鋇分子式為BaS04，相對分子質量為234.7，有微毒性，不溶于水、有機溶劑、酸或堿溶液。是目前用量最大的一種鉆井液加重材料。其主要用途是用作水基及油基鉆井液的加重劑，可使其密度達2.00克/立方厘米以上；可作重晶石封堵劑，封堵噴、漏同時發(fā)生的井內漏層；用作高壓層固井用的水泥漿加重劑。

（2）石灰石粉。它是一種以碳酸鈣為主要成分的天然礦石，經(jīng)過機械加工而成粒度適合的粉未產(chǎn)品。其天然礦石可來源于石灰?guī)r、方解石、海貝殼等。碳酸鈣的分子式為CaC03，純品為白色粉末，含有雜質時常呈灰色、灰白色、灰黑色、淺黃色或淺紅色，不溶于水，可溶于酸而放出二氧化碳氣體。有利于油層酸化，但密度較低，不宜用來配制密度超過1.30克/立方厘米的鉆井液。主要用途是用于完井液及修井液的加重劑，不同粒度配合使用可用作油層漏失的暫堵劑，也可用作固相降濾失劑，尤其是對聚合物鉆井液降低初濾失量較為有效。

（3）鈦鐵礦粉。它是一種以氧化鐵與四氧化三鐵為主要成分的混合型礦石，經(jīng)過機械加工而成粒度適合的粉末產(chǎn)品。為棕色或黑褐色，不溶于水，部分溶于酸，能溶于熱而濃的磷酸及鹽酸。其主要用途是用于完井液及修井液的加重材料，便于對油層酸化解堵，減輕對產(chǎn)層的損害。由于其密度大于重晶石粉，故可以用來配制超高密度的鉆井液。但由于成本較高，貨源較少，一般不使用。（4）液體加重劑。主要是一些可以在水中溶解而形成較高密度的無機鹽類水溶液。3．降濾失劑降濾失劑的品種較多，國內已在現(xiàn)場使用的約30余種。（1）羧甲基纖維素鈉鹽，代號為Na-CMC，簡稱CMC。目前常用的有三種類型，即低粘CMC、中粘CMC及高粘CMC。CMC為白色纖維狀粉末，具有吸濕性，無臭、無味、無毒，不易發(fā)酵，不溶于酸、醇等有機溶劑，易分散于水中形成膠液，熱穩(wěn)定性可達90～140℃，抗氯化鈉強而抗鈣較差。其主要用途為用作各種水基鉆井液的降濾失劑；亦可用于石膏鉆井液中，但鈣含量過高會形成羧酸鈣沉淀而失效；可用來配制低固相鉆井液，尤其是進行交聯(lián)處理后可作一般無土相完井液使用；在鉆井液中含量很高時亦具有一定抑制頁巖水化膨脹的作用。

（2）水解聚丙烯腈鹽類。聚丙烯腈經(jīng)加堿水解可形成不同的鹽。聚丙烯腈即腈綸。目前這類產(chǎn)品都是以其廢絲或做衣服、人造毛皮的下角料為原料進行水解而得到的各種鹽類。常用的有下列幾種。

1）水解聚丙烯腈鈉鹽，代號為Na-HPAN。相對分子質量大約為8萬～11萬左右，聚合度235～376，水解度60%左右。它是用腈綸廢絲與燒堿進行水解反應后而制得的主要用作聚合物鉆井液的降濾失劑，對粘度稍有增加，抗氯化鈉可達飽和而抗鈣較差，耐高溫。

2）水解聚丙烯腈鈣鹽，代號為NH-HPAN或NPAN。聚合度為235～376，水解度60%左右。它是腈綸廢絲在高溫高壓及引發(fā)劑下進行水解反應而成。用作防塌降濾失劑，是不分散鉆井液的良好處理劑，抑制能力強，不提粘，耐高溫，使用時鉆井液堿度不宜過高。

（3）乙烯基單元多體共聚物。本體系由乙烯基單體與其不同鹽類共聚而成的水溶性高聚物。

1）乙烯基單元多體共聚物（不含有硫酸鹽），代號為PAC142。它是用丙烯腈、丙烯酰胺及丙烯酸鹽加多種引發(fā)劑，氣化脫溶劑瞬間聚合而成。相對分子質量為80萬～100萬。它主要用作不分散鉆井液的降濾失劑，有一定的增粘作用，不抗鹽，耐高溫。2）共聚型聚丙烯酸鈣，代號CPA-3。相對分子質量為150萬～200萬。它是用丙烯酰胺、丙烯腈及丙烯酸鈣加多種引發(fā)劑，采用氣化脫溶劑瞬間聚合而成。主要用作不分散鉆井液的抗鈣降濾失劑，具有調節(jié)流型、提高攜砂能力、耐高溫、抗剪切、降解等作用。

3）乙烯基單元多體共聚物（含有磺酸鈉），代號為PAC。相對分子質量4萬～8萬。它是用丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯磺酸鹽加多種引發(fā)劑，采用汽化脫溶劑瞬間聚合而成。主要用作不分散鉆井液的降濾失劑，稍有降粘作用，抗鈣能力較強，抗鹽達飽和，并可耐高溫。

（4）酚醛樹脂類。該類產(chǎn)品常用的有三種，即磺甲基化酚醛樹脂（簡稱磺化酚醛樹脂）、磺化酚醛樹脂與褐煤接枝共聚物和磺化酚醛樹脂與木質素接枝共聚物。

1）甲基化酚醛樹脂，代號為SMP或SP。相對分子質量1萬左右。它是由苯醛與磺化基（甲醛與焦亞硫酸鈉配成）進行磺甲基化反應縮合而成的。主要用作抗高溫（200～220℃）、抗鹽（Ⅰ型可抗13%氯化鈉l鹽水，Ⅱ型可抗飽和氯化鈉鹽水）、抗鈣達2000毫克/升的降濾失劑，pH值使用范圍為8～11，并有降低濾餅摩阻，減少濾餅滲透性的效能，適用于超深井段。2）磺化酚醛樹脂與揭煤接枝共聚物，代號SCSP。相對分子質量2000～10000。它是用磺化基先形成磺化酚醛樹脂再與腐植酸接枝共聚而成。主要用作抗高溫（200～220℃）、抗鹽及抗鈣的降濾失劑，基本不增稠，適用于超深井段。

3）磺化酚醛樹脂與木質素接枝共聚物，代號為SLSP。它是用磺化基先磺化酚醛樹脂再與木質素接枝共聚而成。主要用作抗高溫（200℃）、抗鹽10%、抗氯化鈣1%的降濾失劑，并可降低濾餅摩阻系數(shù)，有一定防塌效果和降粘作用。

（5）腐植酸類。這類產(chǎn)品由褐煤中抽提出的腐植酸，40%以上者較為適用。它不是一種單純的化合物，而是一種分子大小不等、結構不同、組成不一的混合物。其分子中含有多種官能團，其相對分子質量從1000多到4000多。目前常用的有下列幾個品種。

1）腐植酸鈉，代號為Na-Hm（或NaC）。由褐煤加燒堿或氫氧化鉀抽取腐植酸鹽，去掉雜質而成。主要用作淡水的降濾失劑，具有一定的降粘效果，抗溫性強，但不抗鹽類。

2）硝基腐植酸鈉，代號為Na-NHm。它是以硝酸處理褐煤而制成的產(chǎn)品。主要用作淡水鉆井液的降濾失劑，抗鈣能力有所提高，并有較強的抗鹽作用。4．降粘劑降粘劑品種較多，目前國內在用的已達13種以上。主要分為兩大類，一是強分散劑，適用于分散型鉆井液；二是低分子量聚合物，如乙烯單元多體聚合物，適用于不分散鉆井液中。（1）單寧酸鈉（或單寧堿液），代號NaT。相對分子質量為152。它系五倍子經(jīng)過燒堿抽煉而成。主要用作分散型鉆井液的降粘劑，但抗鹽性、抗鈣差。也可用作水泥的緩凝劑。

（2）磺甲基單寧酸鈉，代號SMT（用栲膠制成的稱磺甲基栲膠酸鈉，代號SMK）。相對分子質量為211。它系用五倍子或橡膠提煉出單寧或栲膠，再用磺化基進行磺化而成。主要用作分散型淡水鉆井液的降粘劑，效果比單寧酸鈉或栲膠酸鈉更好，并提高了抗溫及抗鹽的能力。亦可用作水泥緩凝劑。（3）鐵鉻木質素磺酸鹽，簡稱鐵鉻鹽，代號FCLS。它系用酸法造紙的紙漿廢液抽取木質素磺酸鈣，再和鐵鹽及鉻鹽反應而成。主要用作抗鹽、抗鈣的分散型鉆井液降粘劑，抗溫達170～180℃以上。當質量濃度足夠大時，即具有抑制作用和一定的降濾失能力。

（4）磺甲基褐煤（或稱磺化褐煤），代號SMC。它是從褐煤中抽取腐植酸后，再用磺化基（甲醛與焦亞硫酸鈉混合配成）進行磺甲基化而成，有的混入紅礬鈉以提高抗溫能力。它用作淡水鉆井液的高溫降粘劑，抗溫達200℃以上，具有較好的降濾失作用，但抗鹽能力較差。（5）鉻腐植酸，代號CrHm。它是由腐植酸鈉與重鉻酸鈉在80℃以上反應而成。主要用作超深井段高溫降粘劑，抗溫可達200℃以上，具有一定抗鹽能力，并能降低鉆井液的濾失量。

（6）低分子量聚丙烯酸鹽。目前共有兩種，其代號為X-A40及X-B40。前者不含磺酸鹽而后者引入磺酸基團。其相對分子質量均為5000～8000。它們是用丙烯酸或丙烯磺酸鈉聚合而成。它們主要用作不分散型鉆井液的降粘劑，前者抗鹽不抗鈣，后者抗鹽達20000毫克/升，抗鈣達10000毫克/升，抗溫160℃以上。（7）有機磷，代號EDTMPS。學名為乙二胺四甲叉磷酸鹽，相對分子質量92，為一種定型的化工材料，有化學工業(yè)部頒布的質量標準。它主要用作聚合物鉆井液的降粘劑，尤其鉆井液受鈣侵后效果更佳，如鉆水泥塞時使用?？光}達0.3%，抗鹽達3%。5．增粘劑（l）代號HV-CMC。粘度在600mPa·s以上。它由棉花纖維堿化后再與氯乙酸反應而成。其聚合度較高，而醚化度在0.8～1之間。主要用作淡水或鹽水鉆井液的增粘劑，抗鈣能力較差。

（2）復合離子型聚丙烯酸鹽，代號為PAC，相對分子質量200萬～300萬。它由丙烯酸鹽（鈉、鈣）與丙烯酰胺共聚而成。主要用作不分散鉆井液抗鈣、抗溫、抗鹽、調整流型的增粘劑，并具有降濾失作用。是較強的“包被劑”，適用于配制低固相鉆井液，控制造漿力強。（3）羥乙基纖維素，代號為HEC。它由纖維堿化后經(jīng)環(huán)氧乙烷羥乙基化而成。主要用作完井液及修井液的提粘切劑，尤其在鹽水中增粘效果更好，有一定降濾失作用。便于油層酸化，保護產(chǎn)層。6．頁巖抑制劑頁巖抑制劑俗稱防塌劑。防止地層坍塌必須根據(jù)坍塌層的特性及引起的原因采用相應的防塌劑。目前尚沒有對任何頁巖坍塌都有效的處理劑。其品種較多，大體上有三大類。（1）聚合物鉀鹽。

1）聚丙烯酸鉀，代號為KHPAM或HZN101（Ⅱ）。相對分子質量300萬以上，水解度30%～40%。主要用丙烯酸鉀與丙烯酰胺引發(fā)共聚而成。用作淡水及鹽水鉆井液的防塌劑，并兼有一定的降濾失作用，有些增粘。

2）水解聚丙烯腈鉀鹽，代號K-PAN。分子量8萬～11萬。它由腈綸廢絲用氫氧化鉀水解而成。其主要用途為淡水和鹽水鉆井液的防塌降濾失劑，增粘不嚴重，抗鹽不抗鈣，抗溫170℃以上。

3）腐植酸鉀，代號KHm。它由氫氧化鉀抽取褐煤而成。主要用作防塌降濾失劑，有一定的降粘作用，抗高溫而不抗鹽。（2）瀝青制品。該類是以礦物油瀝青或植物油殘渣改性而成的，現(xiàn)介紹下列幾種。

1）磺化瀝青。有兩種產(chǎn)品，其代號為FT-342、FT-341（膏狀）及FT-1，均為粉狀產(chǎn)品。它由用發(fā)煙硫酸或三氧化硫對瀝青進行磺化而成。主要用作頁巖微裂縫及破碎帶的封閉劑而起到防塌作用，并兼有較好的潤滑能力。

2）水分散瀝青，代號SR。它由不同軟化點的氧化瀝青粉與多種乳化劑配成。主要用作頁巖微裂縫及破碎帶的封閉劑而起到防塌作用，并兼有較好的潤滑能力。

（3）無機鹽類。無機鹽類的主要作用是降低頁巖的表面滲透水化、制止膨脹，而鉀與銨離子即有固定粘土晶格的作用。它們是通用化學藥劑，國家有統(tǒng)一的質量標準。7．潤滑劑潤滑劑的種類很多，目前在用的（國內）不少于20種?；痉止腆w及液體兩大類。（1）RT-443潤滑劑。它由以特種礦物油和植物油為基礎油再配合多種表面活性劑而成。主要用作探井及定向井的防卡劑，有減扭矩的良好作用。本品為液體，直照熒光為5級，對地質錄井無干擾。

（2）低熒光粉狀防卡劑，代號RH。它由以白油為基礎油并與多種表面活性劑復配而成。本品熒光小于3級，對地質錄井無干擾。主要用作探井及定向井的防卡劑。有降低濾餅摩阻系數(shù)及扭矩，防止卡鉆的良好作用。（3）RH-3潤滑劑。它由多種表面活性劑優(yōu)選組配而成（其中個別組分是根據(jù)需要而研制的）。主要用作探井及定向井的防卡劑，具有較大的極壓膜強度，對降低扭矩和摩阻系數(shù)都有明顯效果。本品熒光較低，對地質錄井無干擾。

（4）無熒光鉆井液潤滑劑，代號RT-00l。它是以白油為基礎油，再加入經(jīng)篩選的表面活性劑組配而成。本品熒光低，對地質錄井無干擾，抗溫150℃，不起泡，主要用作探井及定向井的防卡劑，并可降低扭矩，對鉆井液性能無影響。（5）塑料小珠或簡稱塑料珠，代號HZN-102。它是由苯乙烯與二乙烯苯的共聚物經(jīng)成珠而成，是一種具有一定強度的固體，按需要可選用不同的粒度配比，一般30～80微米較好。它可像軸承液珠一樣來降低摩阻力。它主要用作探井與定向井的防卡減阻劑，抗溫達200℃以上，不影響鉆井液性能。8．消泡劑（1）甘油聚醚，代號XBS-300、GB-300及N-33025。它是由丙三醇與環(huán)氧乙烷反應而成。主要用作各類水基鉆井液的消泡劑。（2）硬脂酸鋁。它由硬酸脂與硫酸鋁反應而成，不溶于水，與少量柴油混合使用。主要用作水基鉆井液的消泡劑。（3）AF-35消泡劑。它是由聚醚、硬脂酸鋁及三乙醇胺復配而成。主要用作水基鉆井液的消泡劑。9．絮凝劑目前國內大量使用的絮凝劑主要是聚丙烯酰胺類。（1）部分水解聚丙烯酰胺，代號PHP。相對分子質量大都在300萬以上，水解度以30%～40%最佳。目前以使用固體為多，其主要用作水基不分散鉆井液的絮凝劑，抑制造漿能力強，可維持鉆井液的低密度，具有一定增粘作用。它由丙烯酸鈉與丙烯酰胺共聚而成，也有用丙烯酰胺均聚后再加堿水解而成的。

（2）丙烯酰胺與丙烯酸鈉共聚物，代號80A51。相對分子質量400萬以上。它是由丙烯酰胺與丙烯酸鈉共聚物再加其它輔料而成，屬新劑產(chǎn)品。主要用作不分散鉆井液的絮凝劑，具有更強的抑制造漿能力，可更好的控制鉆井液密度，并可調節(jié)流型及具有一定的降濾失作用。10．解卡劑解卡劑分為液體及固體兩種。（1）粉末固體解卡劑，代號為SR-301。是油包水型的油基浸泡液。它是由氧化瀝青粉、油酸、環(huán)烷酸、0P-7、石灰及滲透劑JFC組成的。使用時加柴油及水配制而成。主要用作濾餅粘卡（或稱壓差卡鉆）的解卡劑。也可把它改造成各種油基鉆井液而用于取心液及完井液。（2）液體解卡劑，代號有AYA-150、DJK-1等。主要用作濾餅粘卡的解卡液。11．堵漏劑我國除了惰性材料外，已定型并在全國使用的正式產(chǎn)品較少，多數(shù)是根據(jù)自己油田的情況臨時配制的。（1）惰性堵漏劑。它是一種由惰性材料組配而成的混合材料，基本包括三大類：一是粒狀，如貝殼粉、果殼粉、蛭石等；二是片狀，如云母片、塑料廢紙片、花生殼；三是各種植物纖維狀，如棉子殼、皮屑等。從大小看，可分為粗、中、細三種，可根據(jù)漏失特性而采用不同形狀、不同大小的惰性材料復配而成。（2）N型脲胺樹脂，又稱尿素甲醛樹脂。調配不同配比可獲得不同稠度和凝固時間的漿液。若加入固體物，效果更佳。12．緩蝕劑國內已成為正式產(chǎn)品并有固定廠家生產(chǎn)的只有堿式碳酸鋅除硫劑。主要用作各種鉆井液的除硫劑。13．殺菌劑國內常用甲醛，又稱福爾馬林，為白色有刺激性液體。主要用作水基鉆井液中易發(fā)酵處理劑（如淀粉類）的防發(fā)酵劑，以免處理失效。亦可用來消滅鉆井液中的細菌，減輕鉆具腐蝕。而多聚甲醛、硼砂、苯酚及各種季銨鹽類都有較好的效果。14．乳化劑它屬于表面活性劑范圍。目前國內主要用在油包水乳化液、解卡液及提高處理劑穩(wěn)定性上。若親水親油值（BLH）大于7者為親水性，若小于7者為親油性。（1）滲透劑（或浸濕劑），代號JFC。主要用來配制解卡劑。（2）快滲劑T，簡稱快T。主要用來配制解卡劑。其質量指標是滲透力為標準品100±5%時為合格。

（3）斯盤-80，代號span-80。主要用作油包水型鉆井液的乳化劑。在深井中亦用來穩(wěn)定性能。（4）0P系列乳化劑。屬于非離子型表面活性劑，耐溫達204℃，耐酸、耐堿、抗鈣、抗鎂。BLH值為8以上。主要用作抗高溫的水包油鉆井液的乳化劑。（5）烷基苯磺酸鈣。主要用作油包水型鉆井液的乳化劑。