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鉆井液體系不斷完善，鉆井液處理劑快速發(fā)展

此階段，SMP、SMC、磺甲基單寧(SMT)等處理劑構(gòu)成的“三磺”鉆井液體系已逐漸成熟，并在各大油田推廣應(yīng)用，有效降低了深井、超深井井下復(fù)雜，順利打成了一批深井和高難度井[2]。尤其值得強(qiáng)調(diào)的是，PAM對(duì)鉆井液及處理劑的發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。首先，不同相對(duì)分子質(zhì)量、不同水解度的HPAM產(chǎn)品(結(jié)構(gòu)見式1)，有效解決了固相及黏土(尤其是劣質(zhì)土)含量控制的難題，保證了鉆井液的清潔。

同時(shí)，以PAM水解產(chǎn)物為基礎(chǔ)衍生的HPAM、大鉀(水解聚丙烯酰胺鉀鹽)、聚丙烯酸鈣(CPA)等產(chǎn)品，在鉆井液中可起到絮凝、包被、井壁穩(wěn)定、降濾失和調(diào)流型等作用，使鉆井液性能控制更方便。尤其是PAM的水解、磺化、季銨化等產(chǎn)品的出現(xiàn)(如式2、式3所示)，不僅促進(jìn)了低固相不分散聚合物鉆井液體系的發(fā)展，改變了以往以分散鉆井液體系為主的現(xiàn)象，也使聚合物鉆井液的抗溫抗鹽能力有了明顯提高。受PAM水解、磺化和季銨化反應(yīng)產(chǎn)物的啟示，基于式2和式3，通過配方及工藝優(yōu)化，先后研制并應(yīng)用了與式2和式3結(jié)構(gòu)相近的80A-51、PAC-141/142/143、SK-1/2等一系列聚合物處理劑，由于這些產(chǎn)品分子中的基團(tuán)及相對(duì)分子質(zhì)量已經(jīng)進(jìn)行了優(yōu)化，其性能比PAM水解產(chǎn)物明顯提高，其應(yīng)用有力推動(dòng)了鉆井液技術(shù)的進(jìn)步?？梢哉f，HPAM不僅是聚合物處理劑發(fā)展的基礎(chǔ)，也是形成低固相鉆井液體系的基礎(chǔ)，此時(shí)無論是鉆井液的流變性、濾失性、潤滑性、抑制性等，與過去相比都有了大幅提高，鉆井液固相控制水平也有了進(jìn)一步提高，并使鉆井液由粗分散體系逐漸過度到不分散鉆井液體系。低固相鉆井液體系逐漸形成并完善，配合高壓噴射鉆井，大大提高了鉆井速度。由于這些聚合物處理劑具有良好的降濾失、井壁穩(wěn)定、抑制、絮凝等作用，利用其與氯化鉀配合形成的鉀鹽聚合物鉆井液，以及鉀鹽聚磺鉆井液體系，有效解決了水敏性、易塌地層的坍塌及深井鉆井的難題，聚合物處理劑也使飽和鹽水鉆井液體系的性能進(jìn)一步提高，滿足了鹽膏層鉆井的需要，為安全快速鉆井提供了有效的技術(shù)支撐。

現(xiàn)場實(shí)踐是鉆井液處理劑發(fā)展的根基。受現(xiàn)場啟發(fā)，如基于SMP只有與SMC等配合才能發(fā)揮作用，通過配方和工藝優(yōu)化，研制生產(chǎn)了SLSP、SCSP、SPNH等產(chǎn)品，使現(xiàn)場應(yīng)用更方便，效果更好，也在一定程度上充實(shí)了處理劑品種，奠定了抗高溫聚磺鉆井液體系的基礎(chǔ)。

最早應(yīng)用的淀粉改性產(chǎn)物是糊化或膨化淀粉，為解決其易發(fā)酵的問題，上世紀(jì)80年代中期，開發(fā)了羧甲基淀粉(CMS)，并一度成為飽和鹽水鉆井液有效的降濾失劑。針對(duì)CMS應(yīng)用中存在的問題，為提高淀粉的抗溫能力，開展了一系列改性工作，但并沒有取得實(shí)質(zhì)性應(yīng)用進(jìn)展。

在栲膠及單寧堿液的應(yīng)用基礎(chǔ)上，針對(duì)存在的起泡、抗溫抗鹽能力差等問題，研制開發(fā)了磺甲基單寧和磺化栲膠，提高了產(chǎn)品的抗溫抗鹽能力，拓寬了應(yīng)用范圍。

木質(zhì)素方面，從環(huán)保角度出發(fā)，研制了鈦鐵腐木質(zhì)素磺酸鹽降黏劑、接枝共聚物降黏劑等，并在現(xiàn)場應(yīng)用中見到了一定效果，為發(fā)展環(huán)保木質(zhì)素磺酸鹽類處理劑奠定了基礎(chǔ)。

從提高鉆井液體系抑制性的需要出發(fā)，還開發(fā)了吸附能力強(qiáng)、有效期持久的陽離子化合物和聚合物處理劑，并形成陽離子聚合物鉆井液體系。由于缺乏配伍的處理劑，加之缺乏有效的評(píng)價(jià)方法，以及人們對(duì)其良好的性能缺乏足夠認(rèn)識(shí)，陽離子聚合物鉆井液最終沒有大面積推廣。

結(jié)合實(shí)踐，對(duì)鉆井液處理劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系進(jìn)行了探討，為提高對(duì)聚合物處理劑的認(rèn)識(shí)及處理劑的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。