胜利油田钻井液处理剂的应用品种及性能简介

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、加重剂类产品名称主要组成性能特点生产单位重晶石粉BaSO4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。供应处石粉厂、河口胜高石粉厂钛铁矿粉TiO2·Fe3O4天然矿物，d≥4.7，高密度钻井液加重剂。广西、云南、四川石灰石粉（青石粉）CaCO3天然矿物，d≥2.7，可酸化的加重剂，有保护油气层作用。河口泥浆站2、造浆材料类产品名称主要组成性能特点、用途生产单位膨润土蒙脱石为主天然矿物，分钙土、改性钠土和天然钠土，主要用于配制粘土钻井液潍坊、安丘等试验用钠膨润土蒙脱石为主天然矿物，主要用于钻井液处理剂的质量评价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安丘、英国抗盐土凹凸棒石，海泡石天然矿物，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%)。安徽嘉山、江苏、湖北有机土抗盐土或膨润土和阳离子活性剂反应的改性产品油基钻井液提粘剂，主要用于配制油基钻井液、油包水钻井液、解卡剂等天津、星云公司3、降滤失剂类产品名称主要组成性能特点生产单位MV-CMC由棉纤维与氯乙酸反应而成淡水、盐水钻井液中降滤失效果较好，有增粘作用，抗温低于150℃。东胜化工、胜大纤维素厂LV-CMC由棉纤维与氯乙酸反应而成淡水、盐水钻井液中降滤失效果较好，抗温低于150℃。东胜化工、胜大纤维素厂抗温淀粉DFD-140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。河北宣化羧甲基淀粉CMS淀粉与氯乙酸反应而成盐水钻井液中降失水效果好，对粘度影响小，具有防塌作用。东胜化工、江苏乙烯基单体多元共聚物PAC142AA、AM、AN、AS等单体共聚而成用于淡水、海水、饱和盐水钻井液的降滤失剂，不增粘，与PAC系列、PAM等配合使用较好。东营金泉乙烯基单体多元共聚物PAC144AA、AM、AN、AS等单体与腐植酸共聚而成用于淡水、海水钻井液的降滤失剂，降粘、防塌，与PAC系列、PAM等配合使用效果较好。东营金泉无荧光防塌降滤失剂PA-1腐植酸、烯类单体磺化、缩聚而成在淡水、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℃。钻井泥浆助剂厂、石油大学泥浆添加剂厂多元共聚物降滤失剂SK-2丙烯酸盐多元共聚物，聚合度为60-80具有较高的抗盐抗钙能力，不增粘。河口胜高石粉厂聚合物降滤失剂ST598、FI-J16水解聚丙烯腈铵盐与香粉的复合物在淡水、4％盐水和正电胶钻井液中有较好的降滤失作用，并具有一定的降粘能力，抗温低于150℃。石家庄、钻井复合材料厂增粘降失水剂PMHAMMH与烯类单体的共聚物具有MMH的增粘增切特性，并具有一定的降滤失能力和防塌作用。北京水解聚丙烯腈铵盐NH4-HPAN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。东营鲁湘、石家庄、钻井复合材料厂双聚铵盐NH968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。东营鲁湘、石家庄抗温抗盐降失水剂SPC烯类单体与木质素的共聚物抗温耐盐降滤失剂，抗温达200℃抗盐（Cl-）达150000mg/L，抗钙达2000mg/L，不增粘，起泡。河北延庆抗温抗盐降失水剂SPNHSMP与SMC、HPAN、红矾钠的共聚或复合物抗温耐盐降滤失剂，抗温达230℃抗盐（Cl-）达110000mg/L，抗钙达2000mg/L，不增粘。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-1HPAN的水解、磺化产品在4％盐水和饱和盐水中有较好的降滤失能力，抗温一般不超过150℃。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由苯酚、甲醛、焦亚硫酸钠等反应而成主要用于深井、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。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木质素与磺甲基酚醛树脂的共聚物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％。羧甲基磺化酚醛树脂SD101、SD102由苯酚、甲醛、焦亚硫酸钠、氯乙酸等反应而成主要用于深井、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。石大创新高温降粘降失水剂SCUR（HUC、HMF、FTJN、PSC）由苯酚、甲醛、焦亚硫酸钠、褐煤、HPAN等反应而成主要用于深井、超深井高温高压滤失量控制剂，兼有一定的防塌降粘能力，抗温180℃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。东营金泉抗温抗盐降失水剂PS-1由AMPS、AA、AS等烯类单体聚合而成产品富含磺酸基团，抗盐降滤失效果优于同类产品（如SR－1），抗温可达200℃，且不增粘切。胜东工贸降失水剂HNJ-1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℃。河南4、增粘剂类产品名称主要组成性能特点生产单位高粘羧甲基纤维素HV-CMC由棉纤维与氯乙酸反应而成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。东胜化工、胜大纤维素厂高粘聚阴离子纤维素HV-PAC由棉纤维与氯乙酸在异丙醇介质中反应而成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℃。胜大纤维素厂、江苏生物聚合物XC黄原菌作用于淀粉而生成的高分子链状多糖聚合物适用于淡水、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℃。淄博中轩、河北新河低固相钻井液增粘剂RJTSJ-1与非离子聚合物的复合物在淡水、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。石油大学、角洲、钻井复合材料厂正电胶MMH二价、三价金属离子和氨水的反应产物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主要组成性能特点生产单位无荧光防塌降滤失剂PA-1腐植酸、烯类单体磺化、缩聚而成在淡水、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℃。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。东营鲁湘、石家庄、钻井复合材料厂水解聚丙烯腈钾盐K-HPAN聚丙烯腈经KOH水解而成，分子中含羧钾基、酰胺基及腈基对粘土有很好的抑制水化膨胀作用，不增粘，可降低滤失量。石家庄聚丙烯酸钾（KPAM、FPK）丙烯酰胺、丙烯酸钾的共聚物（或者是PAM的KOH水解产物）除具有PAM的作用外，还具有良好的防塌作用。东营金泉、角洲、华孚小阳离子NW-1由三甲胺和环氧氯丙烷合成的季铵盐，M=152防止井壁坍塌，抑制钻屑分散，控制地层造浆，防钻头泥包，抗温（200℃）抗盐，配伍性好。滨州、河北保定磺化沥青FT1沥青用磺化剂（发烟硫酸或三氧化硫）磺化而成，主要成分是沥青磺酸盐，产品70％可水溶通过分散粘土，降低滤失量，减少滤液对井壁的侵入，实现防塌作用。温度升高，封堵作用下降。有一定的润滑作用。河南、瑞丰化工改性沥青由沥青或磺化沥青与其他材料如褐煤、木质素等进行复合而成通过固体沥青颗粒在软化点温度附近软化变形，封堵井壁的裂缝和孔隙，实现防塌作用，其防塌效果与温度关系密切。水分散沥青氧化沥青、表面活性剂组成具有填充地层裂缝孔隙，阻止地层渗水，有降低高温高压滤失量及润滑作用石油大学低荧光封堵防塌剂由皂化沥青、磺化沥青、氧化沥青与褐煤等进行反应而成。具有磺化沥青、改性沥青和腐殖酸的共同特性。钻井精细、陆源硅稳定剂GWJ甲基硅醇有良好的防塌、降粘作用，还具有一定的降滤失能力，抗温达200℃以上，抗盐能力较差。泥浆助剂厂、角洲有机硅腐植酸钾OSAM-K甲基硅醇钠与褐煤的反应产物有良好的防塌、降粘降滤失作用，抗温达180℃以上。泥浆助剂厂磺化硝基腐植酸钾NHmK用硝酸处理风化煤，用氢氧化钾、磺化剂进行中和、磺化反应腐植酸类的页岩抑制剂，具有抑制粘土水化膨胀作用，兼有降粘和降滤失作用。主要用于淡水钻井液。北星集团腐植酸钾KHm褐煤与氢氧化钾反应腐植酸类的页岩抑制剂，具有抑制粘土水化膨胀作用，兼有降滤失作用，价格便宜。主要用于淡水钻井液。北星集团两性离子包被剂FA367多种阴离子、阳离子、非离子烯类单体的复合离子共聚物对粘土有强包被作用，降低泥页岩的水化、膨胀、分散，增强护壁能力，耐温>200℃河南新乡、河北聚合醇防塌剂（JHX、SYP-1）聚乙二醇或聚醚D0S328与KCL等的反应物聚醚多元醇可稳定油层中的粘土颗粒，可减少粘土运移对油层的损害；具有表面活性，可降低油水界面张力，降低水锁效应；出现浊点时可在井壁上形成疏水的油膜，降低滤失，增加润滑性。无毒，易生物降解。陆源、角洲、新华6、降粘剂类产品名称主要组成性能特点生产单位两性离子降粘剂GD18、XY27AA、AM、AS和阳离子单体的共聚物在淡水中降粘效果好于盐水，有一定的防塌能力，抗温达150℃以上科苑工贸抗盐降粘剂JN-1AA、AM、AS和马来酸酐等单体的共聚物4％盐水和饱和盐水中降粘效果较好，抗温达180℃以上石油大学铁铬木质素磺酸盐FCLS由木质素磺酸盐和硫酸亚铁和重铬酸钠反应而成抗盐抗钙降粘剂，能用于淡水、海水、和饱和盐水钻井液中，抗钙污染能力强。牡丹江红旗硅稀释剂GX-1甲基硅醇与烯类单体的共聚物有良好的稀释、防塌、降滤失作用，抗温达200℃，抗盐能力较差。泥浆助剂厂磺化单宁SMT单宁与甲醛、焦亚硫酸钠、红矾钠反应而成易溶于水，水溶液碱性，抗温（180-200）℃，抗钙离子<1000g/L，抗盐性差。湖北、四川磺化栲胶SMK栲胶与甲醛、焦亚硫酸钠、红矾钠反应而成易溶于水，水溶液碱性，抗温150℃，抗钙离子<1000g/L。湖北、四川抗温降粘剂PNK由Ca－LS、AM、甲醛、硫酸亚铁的聚合而成具有较强的抗温（200℃）、抗盐污染能力和较强的抑制性。硅氟高效降粘剂SF-1、SF260甲基氯硅烷、HPAN、氟代烃基硅氧烷、有机锡催化，加温加压，加入膨润土和腐殖酸反应而成产品降粘效率高，抗高温200℃以上、抗盐、钙镁能力较强、抗高固相，维护周期长，无毒无污染。角洲、河北永年7、絮凝剂类产品名称主要组成性能特点生产单位水解聚丙烯酰胺PAMAM的均聚物在淡水、盐水钻井液中有较好的絮凝、增粘作用泥浆助剂厂乳液高分子强包被剂AM等水溶性单体、有机溶剂、W/O乳化剂经反相乳液聚合而成，固含可达（30－50）％，M:（700－1500）万具有PAM的絮凝包被特性，溶解速度快，有一定的抗盐、抗钙、降滤失能力，抗温可达180℃.桓台鲁星、顺义化工包被剂PAC141AA、AM、AN、等单体共聚而成用于淡水、海水、饱和盐水钻井液的增粘剂，有降滤失、包被钻屑、抑制分散等作用。东营金泉8、润滑剂类产品名称主要组成性能特点生产单位无荧光白油润滑剂白油、表面活性剂具有耐高温、无荧光、无毒、不挥发，润滑效率高等特点，适用于各种钻井液。泥浆助剂厂无荧光润滑剂SNR-1植物油（矿物油）、表面活性剂具有耐高温、无荧光、无毒、不挥发，润滑效率高等特点，适用于各种钻井液。泥浆助剂厂玻璃小球一般用于下套管使用河口胜高石粉厂塑料小球苯乙烯和二乙烯苯的共聚物根据粒径不同，用于正常钻井、下套管时的润滑材料，预防卡钻。科苑工贸、河北深泽固体润滑剂由石墨、表面活性剂、极压剂和白油（或机油）等组成石墨粉能够减小钻具与井壁的摩阻，同时具有其它固体润滑剂和液体润滑剂的作用。石墨粉可嵌入井壁的缝隙，封堵井壁孔隙，降低失水，防止地层吸水膨胀，保护井壁。钻井精细、角洲、胜东工贸可酸化固体润滑剂LU-RH1可酸溶材料、酯类、活性剂的反应物无毒、无污染、无荧光，具有较高的润滑能力，酸溶率达60％以上。胜东工贸聚合醇润滑剂聚丙二醇或聚醚多元醇与其他表面活性剂的复合物聚醚分子能在钻屑表面，在钻具、套管和井壁上附着形成一层类似于油的憎水性分子膜，可抑制钻屑的水化分散、降低钻具扭矩。低荧光、无毒，可用于探井。新华、角洲、陆源、二十八中9、消泡剂类产品名称主要组成性能特点生产单位固体消泡剂有机硅、硅胶和无机盐在各种水基钻井液体系中，都具有良好的消泡效果青岛有机硅消泡剂硅油和表面活性剂在各种水基钻井液体系中，都具有良好的消泡效果角洲、桓台10、解卡剂类产品名称主要组成性能特点生产单位粉状解卡剂SR301氧化沥青、渗透剂、悬浮剂等的混合物具有润滑性能好，滤失量低，泥饼薄而韧，渗透力强，长期存放不结块，不失效，对粘附卡钻有效。与柴油、水可配成不同密度的解卡液。河北解卡剂SJK－1渣油或原油、有机土、渗透剂的混合物黑色粘稠液体，润湿、润滑性能好，滤失量小，泥饼薄而韧，渗透力强，有较好的悬浮稳定性。对粘附卡钻有效。泥浆公司解卡剂SJK－2悬浮剂、渗透剂、润滑剂、无机盐的混合物用于不允许混油的探井解卡使用泥浆公司11、堵漏剂类产品名称主要组成性能特点生产单位单向压力封闭剂棉短绒经酸化、中和、水洗后的产品在正向压力下能迅速、有效封闭渗透性漏失地层的孔隙，负压时可解除封闭，抗温达180℃以上星云公司堵漏剂SD-X系列云母、蛭石、贝壳粉、棉籽壳等组成的复合物依靠不同粒径搭配，用于各种渗透性、裂缝、溶洞型漏失地层的堵漏。河口泥浆站12、乳化剂类产品名称主要组成性能特点生产单位十二烷基苯磺酸钠ABSN油包水型的钻井液乳化剂固体乳化剂SN-1抗盐土和季铵盐阳离子表面活性剂的反应物在油基泥浆、油基解卡剂、混油钻井液、水包油钻井液中作乳化剂使用泥浆助剂厂斯盘－80山梨醇酐油酸酯非离子表面活性剂，HLB值4.5，油包水型乳化剂OP－10聚氧乙烯烷基苯酚醚非离子表面活性剂，HLB值13.3，水包油型乳化剂，耐酸、碱、钙、镁，耐温200℃左右14、其它类产品