国内外抗高温钻井液降滤失剂研究与应用进展.pdf

第14卷第4期中外能源
2009年4月SINO-GLOBALENERGY·37·

油气勘探与开发▲
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国内外抗高温钻井液降滤失剂研究与应用进展

王显光1，2，杨小华1，王琳1，苏长明1，李家芬1

(1.中国石化石油勘探开发研究院，北京100083；2.中国石油大学，北京102249)

摘要综述了国内外近期钻井液降滤失剂的研究与进展，指出了抗高温降滤失剂的发展方向。就目前来看，国内虽然有部
分产品性能已经达到了国际先进水平，但在超高温钻井液降滤失剂研究方面开展的工作较少，产业化速度慢，还不
能满足超深井钻井的需要。今后在抗高温降滤失剂的研发方面，应做到环保、高效、低廉，并尽可能采用简单的生产
工艺，以进一步降低产品的生产成本。
关键词钻井流体降滤失剂聚合物抗高温研究进展

1前言展备受重视。抗高温水基钻井液的关键是抗高温的
随着世界油气资源需求的迅猛增加和钻探技钻井液处理剂，尤其是高温条件下性能稳定的降滤
术的进步，世界各国纷纷加大了对深部地层油气资失剂。
源勘探开发的投入。我国待探明的油气资源主要分本文综述了国内外近期水基钻井液高温降滤
布在塔里木、准噶尔、柴达木、吐哈、四川等盆地，其失剂的研究进展和代表产品，旨在推动我国抗高温
资源量的73％埋藏在深层，且地下条件异常复杂，钻井液用处理剂新产品的开发。
因此深井和超深井油气钻探及配套的开发技术已2国外进展
成为制约油气资源开发的关键因素。国外在抗高温降滤失剂研究方面起步较早，其
钻井液作为钻井工程的重要组成部分，其性能中以乙烯基磺酸单体与丙烯酰胺、烷基丙烯酰胺和
直接关系到深井超深井的钻井质量钻井成本和
、、乙烯基乙酰胺等单体的聚合物最受关注。
钻井周期[1]
。早在1985年，Giddings等[3]就合成了2-丙烯酰
随着地层深度的增加深井超深井的地层温
，、胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和N，N′-
度也会越来越高如在国际上近几年深部地层钻探
，亚甲基-二丙烯酰胺(MBA)共聚物，并用作高温高压
相对集中的北海地区，所钻井深平均超过5000m，高矿化度条件下油井钻井液体系的降滤失剂和流
井底温度超过[2]而国内近几年在塔里木盆
200℃；型稳定剂。该聚合物中AMPS单体链节含量达57%
地、准噶尔盆地、四川盆地及柴达木盆地等钻探的物质的量分数大量的磺酸基团-保证
～61%()，(-SO3)
超深井的井温也在以上如克拉玛依莫深
170℃。1了该聚合物的抗温性和抗硬水性能。现场实践表
井井底温度超过四川德阳的川科
7380m，200℃；1明，该聚合物不仅具有良好的降滤失能力，而且具
井设计井深预计井底温度也超过
，8875m，200℃；有较好的流型调节和包被能力。
在松辽盆地北部深层徐家围子地区地层地温梯度
，Dickert[4]以AMPS、AM和N-乙烯基-N-烷基酰
高达4.1℃/100m，井深4000~6000m，井底温度在
180~240℃之间。
基金项目本文受中国石化科技开发重点项目超深井钻井液
总而言之，深井和超深井深部地层的高温环境：“
降滤失剂研究与应用”(项目编号：P08075)资助。
给钻井液能否维持稳定的性能带来了极大的挑战。
作者简介：王显光，工程师，2007年毕业于中国科学院理化技术
尽管油基钻井液具有耐温能力高和润滑性能好等
研究所油田化学专业，获博士学位，现在中国石化石油勘探开
优点但它同时存在污染比较严重和成本比较高的
，发研究院钻井工程研究所从事博士后工作，主要进行油气田开
问题，且安全风险大，因此抗高温水基钻井液的发发工程方面的研究。E-mail：[e-mail]。
中外能源
·38·SINO-GLOBALENERGY2009年第14卷

胺(NVNAAM)等为原料研制开发了两种耐高温降滤对储层伤害极小，完钻后这几口天然气井与邻井相
失剂，在超过200℃条件下均具有良好的降滤失效比，其产率提高151%～279%。现场应用结果表明，
果，它们形成的钻井液体系在pH值为8～11.5的范该高分子降滤失剂以及其相应的水基钻井液体系
围内综合性能最佳。对于钻探深部储层具有重要的经济意义和应用推
Audibert等人[5]于1999年研究开发了一种高温广价值。
高压环境下水基钻井液体系用的降滤失剂。该产品正是由于上述产品的优异性能，使国外钻井用
主要含有苯乙烯磺酸(SS)单体，室内研究表明，该处抗高温降滤失剂得到了快速发展，并已形成了成熟
理剂具有良好的热稳定性，其水溶液体系在160℃的工业化生产能力，目前主要代表产品有BASF公
条件下老化后，无任何凝胶结块现象；与常用的商司的Polydrill，ARCO公司的Mil-Tem，BakerHughes
业降滤失剂产品相比，该剂表现出更佳的流变性能公