现代商贸工业

Ｎｏ．１２，２０１０

Ｍｏｄｅｒｎ

ＢｕｓｉｎｅｓｓＴｒａｄｅＩｎｄｕｓｔｒｙ

２０１０年第１２期

环保钻井液技术研究与应用

陈

明

马锦蓉

（大庆钻探钻井生产技术服务二公司，黑龙江大庆１３８０００）

摘要：综述了环保钻井液技术发展现状，通过分析环保钻井液存在的问题，对环保钻井液的发展趋势提出了建议．

关键词：钻井液；环境保护；生物可降解性

中图分类号：ＴＢ

文献标识码：Ａ

文章编号：１６７２・３１９８（２０１０）１２－０３３０—０１

１环保钻井液技术研究

Ｉ．１多元醇钻井液体系

多元醇钻井液体系是２０世纪８０年代末出现的一种以

多元醇为主剂配制而成的环保型水基钻井液体系，多元醇

水基钻井液体系不但具有油基钻井液的优异性能，而且不

存在污染环境和干扰地质录井问题，其室内试验和现场应

用都已取得良好的技术效果和经济效益。

１．２甲基葡萄糖苷钻井液体系

甲基葡萄糖苷钻井液是２０世纪９０年代提出的一种新

型水基钻井液体系，由于它在防塌机理及常规钻井液性能

方面类似于油基钻井液，又称为仿油基钻井液体系。大量

的室内研究和生产实践证明，甲基葡萄糖苷钻井液能有效

地抑制泥页岩水化膨胀，维持井眼稳定，保护油气层，同时

还具有良好的润滑性能、抗污染能力和高温稳定性，并且无

毒、易生物降解，对环境影响极小，具有极好的应用前景。

１．３有机盐钻井液体系

钻井液用有机盐主要为甲酸盐．目前北京培康佳业公

司开发出两类有机盐Ｗｅｉｇｈｔ２和Ｗｅｉｇｈｔ３，其中Ｗｅｉｇｈｔ

２

与甲酸钠性质相似，Ｗｅｉｇｈｔ３与甲酸钾性质相似。有机盐

钻井液具有防塌性能好、保护油气层、腐蚀性低、环保及可

以回收再利用的特点。

１．４稀硅酸盐钻井液硅酸盐钻井液

最早是由Ｇａｒｒｉｓｏｎ和Ｂａｋｅｒ等在１９世纪３０年代提出，

目的是为了维持井壁稳定。由于高浓度可溶性硅酸盐

（２０％一５０％）钻井液遇到流变性能难以控制问题，在２０世

纪４０年代中期被石灰钻井液和聚合物钻井液所取代。近

几年来，由于最近几年在钻井方面取得了一些进展，使硅酸

盐钻井液的流变性能控制等方面变的容易，这些成果使人

们再次使用硅酸盐钻井液得以实现。

１．５合成基钻井液体系

合成基钻井液以人工合成或改性有机物，即合成基液

为连续相，盐水为分散相，再加上乳化剂、有机土、石灰等组

成的油包水乳化钻井液，根据性能需要加配降滤失剂、流变

性调节剂和重晶石等。酯基钻井液于１９９０年３月在北海首

次应用获得成功之后，合成基钻井液的种类不断增加，首先

是酯、醚、聚ａ烯烃基钻井液，后来在权衡环境保护因素和成

本的前提下开发了第二代合成基钻井掖。第二代合成基钻

井液以线型ａ烯烃、内烯烃和线型石蜡基钻井液为代表，其

特点是运动粘度和钻井液成本较第一代合成基钻井液低，

环境保护性能较第一代要差．

２环保钻井液的发展趋势

通过对国内外环保钻井液技术现状的分析，认为环保

钻井液应具有：与油基钻井液相当或接近的抑制性能；配制

和维护成本与普通水基钻井液相近；满足于施工地区的环

保排放标准，对农业生产无害，最好是有益于当地的生态环

境；利于保证施工人员的健康和安全；适应于各种复杂井和

一３３０一

深井钻探需要。目前，制约中国环保钻井液技术开发的因

素为：

（１）国外开发的合成基、甲基葡萄糖苷等环保钻井液，

尽管具有无毒、可生物降解的性能，但成本高，无法广泛推

广使用．因此，处理剂成本是关系到环保钻井液开发成败

的关键。

（２）目前所开发的环保钻井液多数要与其他环保性能

较差的处理剂复配，才能达到好的性能，这使体系的环保优

势受到不同程度的影响。

（３）钻井液的抑制性能、抗温和抗污染性能是制约环保

钻井液开发运用的主要因素，是环保处理剂和体系研究攻

关的重点．

因此在今后的环保钻井液技术研究中，应该重视以下

发展趋势和研究重点。

‘

（１）近年来发展起来的低毒性油基钻井液和新型合成

基钻井液在使用过程中，也出现了与环保相冲突的种种问

题。因此，国外已经以纯天然材料为基础开发环保钻井液，

以达到真正意义上的环保钻井液标准．因此，环保钻井液

的研究应建立在天然高分子材料改性、完善各种环保处理

剂自身性能的基础上。在环保处理剂的开发中应重视对天

然农副产品加工后的副产物的开发利用。

（２）环保钻井液中无机盐的使用应与周围环境的矿化

度及盐类一致，选择有利于环境安全无毒的无机盐类，并研

究它们对环保钻井液整体性能改善的技术和方法．环保钻

井液应以低盐度为原则。

（３）生物降解性能好的无毒纯天然的油膜形成剂能提

高环保钻井液的抗温性能和抑制性能。

（４）重视纳米技术在天然高分子材料改性方面的运用，

・通过选用特定的纳米材料，提高天然高分子材料抗温稳定

性和抗降解能力，如纳米抗菌材料和纳米憎水性材料对天

然高分子材料的表面处理。

（５）硅酸盐钻井液是一种环保体系，成本与水基钻井液

接近，是重点开发方向。硅酸盐材料是重要的无机环保钻

井液材料，如果能够通过特定的工艺对该材料进行改性，以

改善其抑制性、润滑性和配伍性能等，并在此基础上发展硅

酸盐体系，可以开发出环保性能好、适应各种复杂钻井条件

的新型硅酸盐钻井液体系。硅酸盐材料的改进，应该是环

保钻井液技术发展的一个重要方向。

参考文献

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