勝利油田鉆井液處理劑的應用品種及性能簡介

勝利油田鉆井液處理劑的種類及性能簡介一、前言我國自20世紀70年代以來，在油田化學品的研制、開發(fā)和應用方面取得了很大的進展，經(jīng)歷了70年代的的起步階段，80年代的發(fā)展階段和90年代的完善階段，使油田化學品從少到多，從外專業(yè)引進到專門的油田化學品的開發(fā)已經(jīng)逐步形成了規(guī)?；挠吞锘瘜W品工業(yè)，在不同省市、地區(qū)也已經(jīng)形成了規(guī)模不一的的油田化學品生產(chǎn)基地。油田化學品已擁有上千個品種，年銷售量超過1000kt，總價值近20億元，油田化學品的研制、開發(fā)與應用，不僅在石油工業(yè)中發(fā)揮了重要的作用，而且在一定程度上促進了精細化工的發(fā)展。在油田化學品中，鉆井用化學品（包括鉆井液處理劑和油井水泥外加劑）是用量最大的油田化學品，約占油田化學品總量的60％左右。鉆井用化學品方面，我國從20世紀80年代以來，逐漸發(fā)展并完善了系列鉆井液處理劑，從而完善了各種鉆井液體系，促進了現(xiàn)代優(yōu)化鉆井工藝技術的發(fā)展。90年代以來新一代聚合物——2－丙烯酰胺－2－甲基丙磺酸（AMPS）多元共聚物產(chǎn)品的開發(fā)逐漸受到重視，并已在現(xiàn)場應用中見到了明顯的效果。隨著科學技術的不斷進步，鉆井液處理劑正朝著逐步形成配套的新型系列產(chǎn)品的方向發(fā)展，并基本上滿足了我國各種類型鉆井作業(yè)的需要。目前，我國鉆井液處理劑已發(fā)展到18類，上千個品種。在今后一個時期，鉆井工程面臨的形勢是西部深井、超深井的鉆探問題；東部老油田打加密井、多分枝井提高采收率、低滲透油氣藏的開發(fā)及灘海地區(qū)鉆大位移井，實現(xiàn)海油陸采問題，應重點開發(fā)以下鉆井用化學劑品種：（1）適用于深井（大于4500m）、抗高溫（150℃－180℃或更高），抗鹽（NaCl至飽和）、抗鈣或鎂的增粘劑，降濾失劑，降粘劑和流型改進劑；（2）大位移井，多分枝井用的潤滑劑、井壁穩(wěn)定劑、流型改進劑和低傷害處理劑；（3）復雜易坍塌地層的泥頁巖穩(wěn)定劑，堵漏劑；（4）低滲透地層鉆井用保護油氣層的各種處理劑；（5）對環(huán)境友好、低成本的天然材料改性產(chǎn)品。二、油田化學品的分類及作用1、油田化學品的分類根據(jù)用途可將油田化學品分為通用化學劑、鉆井用化學劑、油氣開采用化學劑、提高采收率化學劑、油氣集輸用化學劑和水處理用化學劑六大類。其中鉆井用化學劑可分為鉆井液處理劑和油井水泥外加劑。鉆井液處理劑主要包括殺菌劑、緩蝕劑、除鈣劑、消泡劑、乳化劑、絮凝劑、起泡劑、降濾失劑、堵漏劑、潤滑劑、解卡劑、pH調節(jié)劑、表面活性劑、頁巖抑制劑、降粘劑、高溫穩(wěn)定劑、增粘劑和加重劑等。這些產(chǎn)品分別屬于無機化學產(chǎn)品、有機化學產(chǎn)品、合成聚合物、天然或天然材料改性產(chǎn)物等。2、鉆井用化學劑的作用鉆井液處理劑的作用是用于配制鉆井液，并在鉆進過程中維護和改善鉆井液性能。鉆井液是鉆井中使用的作業(yè)流體，在鉆井過程中，鉆井液起著重要的作用，人們常常把鉆井液比作“鉆井的血液”，其功能是：懸浮和攜帶巖屑，清洗井底；潤滑冷卻鉆頭，提高鉆頭進尺，通過鉆頭水眼沖擊地層，有利于破碎巖石；形成泥餅，增加井壁穩(wěn)定性；建立能平衡地層壓力的液柱壓力，已發(fā)生卡、塌、漏、噴等復雜事故；使用渦輪鉆具時，可作傳遞動力的液體。由此可見，良好的鉆井液性能是鉆井作業(yè)順利進行可靠保證，而鉆井液處理劑則是保證鉆井液性能穩(wěn)定的基礎，沒有優(yōu)質的鉆井液處理劑就不可能得到性能良好的鉆井液體系。三、勝利油田常用鉆井液處理劑種類及性能簡介勝利油田鉆井液處理劑的發(fā)展同樣經(jīng)歷了上述過程，從產(chǎn)品數(shù)量、種類等方面都已經(jīng)發(fā)展到一定的規(guī)模。大部分住井工程師，通過現(xiàn)場應用對勝利油田的鉆井液處理劑可能都有了比較詳細的了解，但是由于勝利油田的市場的復雜性，特別是對最近市場推出的一些新產(chǎn)品，可能了解不是太深。以下根據(jù)鉆井液處理劑的分類，進行性能介紹:1、加重劑類產(chǎn)品名稱主要組成性能特點生產(chǎn)單位重晶石粉BaSO4天然礦物，d≥4.2，山東省石粉密度較低，含較多粘土礦物，粘度效應增加明顯。供應處石粉廠、河口勝高石粉廠鈦鐵礦粉TiO2·Fe3O4天然礦物，d≥4.7，高密度鉆井液加重劑。廣西、云南、四川石灰石粉（青石粉）CaCO3天然礦物，d≥2.7，可酸化的加重劑，有保護油氣層作用。河口泥漿站2、造漿材料類產(chǎn)品名稱主要組成性能特點、用途生產(chǎn)單位膨潤土蒙脫石為主天然礦物，分鈣土、改性鈉土和天然鈉土，主要用于配制粘土鉆井液濰坊、安丘等試驗用鈉膨潤土蒙脫石為主天然礦物，主要用于鉆井液處理劑的質量評價新疆評價土天然礦物，造漿性不好，主要用于鉆井液處理劑的質量評價安丘、英國抗鹽土凹凸棒石，海泡石天然礦物，主要用于淡水、咸水和飽和鹽水鉆井液的配制，可改善環(huán)空流型，提高攜巖能力，耐溫性強，也是生產(chǎn)有機土的主要原料。海泡石部分可溶于酸(<60%)。安徽嘉山、江蘇、湖北有機土抗鹽土或膨潤土和陽離子活性劑反應的改性產(chǎn)品油基鉆井液提粘劑，主要用于配制油基鉆井液、油包水鉆井液、解卡劑等天津、星云公司3、降濾失劑類產(chǎn)品名稱主要組成性能特點生產(chǎn)單位MV-CMC由棉纖維與氯乙酸反應而成淡水、鹽水鉆井液中降濾失效果較好，有增粘作用，抗溫低于150℃。東勝化工、勝大纖維素廠LV-CMC由棉纖維與氯乙酸反應而成淡水、鹽水鉆井液中降濾失效果較好，抗溫低于150℃。東勝化工、勝大纖維素廠抗溫淀粉DFD-140淀粉與無機鹽的復合物，分子鏈含有陽離子基團和非離子基團，不含陰離子基團鹽水鉆井液中降失水效果好，對粘度影響小，在4％鹽水中抗溫達140℃，在飽和鹽水中抗溫達130℃，幾乎與所有鉆井液體系和處理劑相配伍性。河北宣化羧甲基淀粉CMS淀粉與氯乙酸反應而成鹽水鉆井液中降失水效果好，對粘度影響小，具有防塌作用。東勝化工、江蘇乙烯基單體多元共聚物PAC142AA、AM、AN、AS等單體共聚而成用于淡水、海水、飽和鹽水鉆井液的降濾失劑，不增粘，與PAC系列、PAM等配合使用較好。東營金泉乙烯基單體多元共聚物PAC144AA、AM、AN、AS等單體與腐植酸共聚而成用于淡水、海水鉆井液的降濾失劑，降粘、防塌，與PAC系列、PAM等配合使用效果較好。東營金泉無熒光防塌降濾失劑PA-1腐植酸、烯類單體磺化、縮聚而成在淡水、4％鹽水中有較強的頁巖抑制作用，并兼有降粘和降濾失作用，抗溫可達180℃。鉆井泥漿助劑廠、石油大學泥漿添加劑廠多元共聚物降濾失劑SK-2丙烯酸鹽多元共聚物，聚合度為60-80具有較高的抗鹽抗鈣能力，不增粘。河口勝高石粉廠聚合物降濾失劑ST598、FI-J16水解聚丙烯腈銨鹽與香粉的復合物在淡水、4％鹽水和正電膠鉆井液中有較好的降濾失作用，并具有一定的降粘能力，抗溫低于150℃。石家莊、鉆井復合材料廠增粘降失水劑PMHAMMH與烯類單體的共聚物具有MMH的增粘增切特性，并具有一定的降濾失能力和防塌作用。北京水解聚丙烯腈銨鹽NH4-HPAN聚丙烯腈高溫高壓水解，分子中含羧基、羧銨基、酰胺基和亞胺基低固相不分散聚合物鉆井液的降粘降濾失劑，對粘土有抑制作用，抗溫150℃-180℃，抗鹽5％以下。東營魯湘、石家莊、鉆井復合材料廠雙聚銨鹽NH968聚丙烯腈、聚丙酰胺高溫高壓水解，分子中含羧基、羧銨基、酰胺基和亞胺基低固相不分散聚合物鉆井液的降粘降濾失劑，對粘土有抑制作用，抗溫150℃-180℃，抗鹽10％以下。東營魯湘、石家莊抗溫抗鹽降失水劑SPC烯類單體與木質素的共聚物抗溫耐鹽降濾失劑，抗溫達200℃抗鹽（Cl-）達150000mg/L，抗鈣達2000mg/L，不增粘，起泡。河北延慶抗溫抗鹽降失水劑SPNHSMP與SMC、HPAN、紅礬鈉的共聚或復合物抗溫耐鹽降濾失劑，抗溫達230℃抗鹽（Cl-）達110000mg/L，抗鈣達2000mg/L，不增粘。天津華孚、鉆井泥漿助劑廠、河北延慶抗溫抗鹽降失水劑SJ-1,LY-1HPAN的水解、磺化產(chǎn)品在4％鹽水和飽和鹽水中有較好的降濾失能力，抗溫一般不超過150℃。石油大學、陸源、角洲、鉆井復合材料廠磺甲基酚醛樹脂SMP-1、SMP-2由苯酚、甲醛、焦亞硫酸鈉等反應而成主要用于深井、超深井高溫高壓濾失量控制劑，兼有一定的防塌能力，抗溫180℃以上，抗鹽可至飽和。鉆井泥漿助劑廠、北星集團、石大創(chuàng)新磺化木質素磺甲基酚醛樹脂SLSP木質素與磺甲基酚醛樹脂的共聚物水基鉆井液抗溫抗鹽降濾失劑，兼有一定的防塌、降粘能力，抗溫150℃以上，抗鹽至15％。羧甲基磺化酚醛樹脂SD101、SD102由苯酚、甲醛、焦亞硫酸鈉、氯乙酸等反應而成主要用于深井、超深井高溫高壓濾失量控制劑，兼有一定的防塌能力，抗溫180℃以上，抗鹽可至飽和。石大創(chuàng)新高溫降粘降失水劑SCUR（HUC、HMF、FTJN、PSC）由苯酚、甲醛、焦亞硫酸鈉、褐煤、HPAN等反應而成主要用于深井、超深井高溫高壓濾失量控制劑，兼有一定的防塌降粘能力，抗溫180℃以上。鉆井泥漿助劑廠、北星集團、石大創(chuàng)新、七臺河、鉆井飛龍降失水劑SR-1由AM、AA、AS、AN、煤焦油樹脂等共同聚合而成在淡水和海水鉆井液中降濾失效果明顯并可改善鉆井液流動性，不增粘切，抗溫可達150℃以上。東營金泉抗溫抗鹽降失水劑PS-1由AMPS、AA、AS等烯類單體聚合而成產(chǎn)品富含磺酸基團，抗鹽降濾失效果優(yōu)于同類產(chǎn)品（如SR－1），抗溫可達200℃，且不增粘切。勝東工貿(mào)降失水劑HNJ-1由AM、AA、AS等烯類單體聚合而成在淡水和海水中降濾失效果優(yōu)于同類產(chǎn)品SR-1，略有增粘作用，抗溫可達150℃。河南4、增粘劑類產(chǎn)品名稱主要組成性能特點生產(chǎn)單位高粘羧甲基纖維素HV-CMC由棉纖維與氯乙酸反應而成用于各種鉆井液的增粘劑，有一定的降濾失能力抗溫低于150℃?？勺魅榛瘎?。東勝化工、勝大纖維素廠高粘聚陰離子纖維素HV-PAC由棉纖維與氯乙酸在異丙醇介質中反應而成用于各種鉆井液的增粘劑，有一定的降濾失能力抗溫可達150℃。勝大纖維素廠、江蘇生物聚合物XC黃原菌作用于淀粉而生成的高分子鏈狀多糖聚合物適用于淡水、鹽水和飽和鹽水鉆井液的高效增粘劑，并兼具有降濾失作用，有優(yōu)良的剪切稀釋特性，一般抗溫120℃。淄博中軒、河北新河低固相鉆井液增粘劑RJTSJ-1與非離子聚合物的復合物在淡水、鹽水和飽和鹽水中有良好的提粘提切能力，還具有良好的降濾失性能。石油大學、角洲、鉆井復合材料廠正電膠MMH二價、三價金屬離子和氨水的反應產(chǎn)物提高鉆井液的表觀粘度和動切力，穩(wěn)定井壁，抑制頁巖膨脹，提高攜砂能力，清潔井眼。泥漿制劑廠5、頁巖抑制劑類產(chǎn)品名稱主要組成性能特點生產(chǎn)單位無熒光防塌降濾失劑PA-1腐植酸、烯類單體磺化、縮聚而成在淡水、4％鹽水中有較強的頁巖抑制作用，并兼有降粘和降濾失作用，抗溫可達180℃。鉆井泥漿助劑廠、石油大學泥漿添加劑廠水解聚丙烯腈銨鹽NH4-HPAN聚丙烯腈在200℃、20MPa下水解而成，分子中含羧銨基、酰胺基及腈基對粘土有很好的抑制水化膨脹作用，降粘，調節(jié)流型，可降低濾失量。東營魯湘、石家莊、鉆井復合材料廠水解聚丙烯腈鉀鹽K-HPAN聚丙烯腈經(jīng)KOH水解而成，分子中含羧鉀基、酰胺基及腈基對粘土有很好的抑制水化膨脹作用，不增粘，可降低濾失量。石家莊聚丙烯酸鉀（KPAM、FPK）丙烯酰胺、丙烯酸鉀的共聚物（或者是PAM的KOH水解產(chǎn)物）除具有PAM的作用外，還具有良好的防塌作用。東營金泉、角洲、華孚小陽離子NW-1由三甲胺和環(huán)氧氯丙烷合成的季銨鹽，M=152防止井壁坍塌，抑制鉆屑分散，控制地層造漿，防鉆頭泥包，抗溫（200℃）抗鹽，配伍性好。濱州、河北保定磺化瀝青FT1瀝青用磺化劑（發(fā)煙硫酸或三氧化硫）磺化而成，主要成分是瀝青磺酸鹽，產(chǎn)品70％可水溶通過分散粘土，降低濾失量，減少濾液對井壁的侵入，實現(xiàn)防塌作用。溫度升高，封堵作用下降。有一定的潤滑作用。河南、瑞豐化工改性瀝青由瀝青或磺化瀝青與其他材料如褐煤、木質素等進行復合而成通過固體瀝青顆粒在軟化點溫度附近軟化變形，封堵井壁的裂縫和孔隙，實現(xiàn)防塌作用，其防塌效果與溫度關系密切。水分散瀝青氧化瀝青、表面活性劑組成具有填充地層裂縫孔隙，阻止地層滲水，有降低高溫高壓濾失量及潤滑作用石油大學低熒光封堵防塌劑由皂化瀝青、磺化瀝青、氧化瀝青與褐煤等進行反應而成。具有磺化瀝青、改性瀝青和腐殖酸的共同特性。鉆井精細、陸源硅穩(wěn)定劑GWJ甲基硅醇有良好的防塌、降粘作用，還具有一定的降濾失能力，抗溫達200℃以上，抗鹽能力較差。泥漿助劑廠、角洲有機硅腐植酸鉀OSAM-K甲基硅醇鈉與褐煤的反應產(chǎn)物有良好的防塌、降粘降濾失作用，抗溫達180℃以上。泥漿助劑廠磺化硝基腐植酸鉀NHmK用硝酸處理風化煤，用氫氧化鉀、磺化劑進行中和、磺化反應腐植酸類的頁巖抑制劑，具有抑制粘土水化膨脹作用，兼有降粘和降濾失作用。主要用于淡水鉆井液。北星集團腐植酸鉀KHm褐煤與氫氧化鉀反應腐植酸類的頁巖抑制劑，具有抑制粘土水化膨脹作用，兼有降濾失作用，價格便宜。主要用于淡水鉆井液。北星集團兩性離子包被劑FA367多種陰離子、陽離子、非離子烯類單體的復合離子共聚物對粘土有強包被作用，降低泥頁巖的水化、膨脹、分散，增強護壁能力，耐溫>200℃河南新鄉(xiāng)、河北聚合醇防塌劑（JHX、SYP-1）聚乙二醇或聚醚D0S328與KCL等的反應物聚醚多元醇可穩(wěn)定油層中的粘土顆粒，可減少粘土運移對油層的損害；具有表面活性，可降低油水界面張力，降低水鎖效應；出現(xiàn)濁點時可在井壁上形成疏水的油膜，降低濾失，增加潤滑性。無毒，易生物降解。陸源、角洲、新華6、降粘劑類產(chǎn)品名稱主要組成性能特點生產(chǎn)單位兩性離子降粘劑GD18、XY27AA、AM、AS和陽離子單體的共聚物在淡水中降粘效果好于鹽水，有一定的防塌能力，抗溫達150℃以上科苑工貿(mào)抗鹽降粘劑JN-1AA、AM、AS和馬來酸酐等單體的共聚物4％鹽水和飽和鹽水中降粘效果較好，抗溫達180℃以上石油大學鐵鉻木質素磺酸鹽FCLS由木質素磺酸鹽和硫酸亞鐵和重鉻酸鈉反應而成抗鹽抗鈣降粘劑，能用于淡水、海水、和飽和鹽水鉆井液中，抗鈣污染能力強。牡丹江紅旗硅稀釋劑GX-1甲基硅醇與烯類單體的共聚物有良好的稀釋、防塌、降濾失作用，抗溫達200℃，抗鹽能力較差。泥漿助劑廠磺化單寧SMT單寧與甲醛、焦亞硫酸鈉、紅礬鈉反應而成易溶于水，水溶液堿性，抗溫（180-200）℃，抗鈣離子<1000g/L，抗鹽性差。湖北、四川磺化栲膠SMK栲膠與甲醛、焦亞硫酸鈉、紅礬鈉反應而成易溶于水，水溶液堿性，抗溫150℃，抗鈣離子<1000g/L。湖北、四川抗溫降粘劑PNK由Ca－LS、AM、甲醛、硫酸亞鐵的聚合而成具有較強的抗溫（200℃）、抗鹽污染能力和較強的抑制性。硅氟高效降粘劑SF-1、SF260甲基氯硅烷、HPAN、氟代烴基硅氧烷、有機錫催化，加溫加壓，加入膨潤土和腐殖酸反應而成產(chǎn)品降粘效率高，抗高溫200℃以上、抗鹽、鈣鎂能力較強、抗高固相，維護周期長，無毒無污染。角洲、河北永年7、絮凝劑類產(chǎn)品名稱主要組成性能特點生產(chǎn)單位水解聚丙烯酰胺PAMAM的均聚物在淡水、鹽水鉆井液中有較好的絮凝、增粘作用泥漿助劑廠乳液高分子強包被劑AM等水溶性單體、有機溶劑、W/O乳化劑經(jīng)反相乳液聚合而成，固含可達（30－50）％，M:（700－1500）萬具有PAM的絮凝包被特性，溶解速度快，有一定的抗鹽、抗鈣、降濾失能力，抗溫可達180℃.桓臺魯星、順義化工包被劑PAC141AA、AM、AN、等單體共聚而成用于淡水、海水、飽和鹽水鉆井液的增粘劑，有降濾失、包被鉆屑、抑制分散等作用。東營金泉8、潤滑劑類產(chǎn)品名稱主要組成性能特點生產(chǎn)單位無熒光白油潤滑劑白油、表面活性劑具有耐高溫、無熒光、無毒、不揮發(fā)，潤滑效率高等特點，適用于各種鉆井液。泥漿助劑廠無熒光潤滑劑SNR-1植物油（礦物油）、表面活性劑具有耐高溫、無熒光、無毒、不揮發(fā)，潤滑效率高等特點，適用于各種鉆井液。泥漿助劑廠玻璃小球一般用于下套管使用河口勝高石粉廠塑料小球苯乙烯和二乙烯苯的共聚物根據(jù)粒徑不同，用于正常鉆井、下套管時的潤滑材料，預防卡鉆?？圃饭べQ(mào)、河北深澤固體潤滑劑由石墨、表面活性劑、極壓劑和白油（或機油）等組成石墨粉能夠減小鉆具與井壁的摩阻，同時具有其它固體潤滑劑和液體潤滑劑的作用。石墨粉可嵌入井壁的縫隙，封堵井壁孔隙，降低失水，防止地層吸水膨脹，保護井壁。鉆井精細、角洲、勝東工貿(mào)可酸化固體潤滑劑LU-RH1可酸溶材料、酯類、活性劑的反應物無毒、無污染、無熒光，具有較高的潤滑能力，酸溶率達60％以上。勝東工貿(mào)聚合醇潤滑劑聚丙二醇或聚醚多元醇與其他表面活性劑的復合物聚醚分子能在鉆屑表面，在鉆具、套管和井壁上附著形成一層類似于油的憎水性分子膜，可抑制鉆屑的水化分散、降低鉆具扭矩。低熒光、無毒，可用于探井。新華、角洲、陸源、二十八中9、消泡劑類產(chǎn)品名稱主要組成性能特點生產(chǎn)單位固體消泡劑有機硅、硅膠和無機鹽在各種水基鉆井液體系中，都具有良好的消泡效果青島有機硅消泡劑硅油和表面活性劑在各種水基鉆井液體系中，都具有良好的消泡效果角洲、桓臺10、解卡劑類產(chǎn)品名稱主要組成性能特點生產(chǎn)單位粉狀解卡劑SR301氧化瀝青、滲透劑、懸浮劑等的混合物具有潤滑性能好，濾失量低，泥餅薄而韌，滲透力強，長期存放不結塊，不失效，對粘附卡鉆有效。與柴油、水可配成不同密度的解卡液。河北解卡劑SJK－1渣油或原油、有機土、滲透劑的混合物黑色粘稠液體，潤濕、潤滑性能好，濾失量小，泥餅薄而韌，滲透力強，有較好的懸浮穩(wěn)定性。對粘附卡鉆有效。泥漿公司解卡劑SJK－2懸浮劑、滲透劑、潤滑劑、無機鹽的混合物用于不允許混油的探井解卡使用泥漿公司11、堵漏劑類產(chǎn)品名稱主要組成性能特點生產(chǎn)單位單向壓力封閉劑棉短絨經(jīng)酸化、中和、水洗后的產(chǎn)品在正向壓力下能迅速、有效封閉滲透性漏失地層的孔隙，負壓時可解除封閉，抗溫達180℃以上星云公司堵漏劑SD-X系列云母、蛭石、貝殼粉、棉籽殼等組成的復合物依靠不同粒徑搭配，用于各種滲透性、裂縫、溶洞型漏失地層的堵漏。河口泥漿站12、乳化劑類產(chǎn)品名稱主要組成性能特點生產(chǎn)單位十二烷基苯磺酸鈉ABSN油包水型的鉆井液乳化劑固體乳化劑SN-1抗鹽土和季銨鹽陽離子表面活性劑的反應物在油基泥漿、油基解卡劑、混油鉆井液、水包油鉆井液中作乳化劑使用泥漿助劑廠斯盤－80山梨醇酐油酸酯非離子表面活性劑，HLB值4.5，油包水型乳化劑OP－10聚氧乙烯烷基苯酚醚非離子表面活性劑，HLB值13.3，水包油型乳化劑，耐酸、堿、鈣、鎂，耐溫200℃左右14、其它類產(chǎn)品