石油鑽井助劑

油氣田開發是由勘探、鑽井、井下作業、採油、集輸等環節構成的複雜綜合工程。在每一個環節的作業中，均需大量的化學品．

鑽井助劑作為地質勘探的重要輔助材料，國內外已研究和使用了很多年，並開發了幾百種相關產品。

鑽井液又稱鑽井泥漿。其作用是破碎岩芯、攜帶岩屑、潤滑冷卻鑽頭、平衡地層壓力和保護井壁等。 維護良好的泥漿性能，是提高鑽井速度， 保證井下安全的重要手段，而處理劑是保證泥漿最佳化的關鍵。

在油田化學品中，鑽井液和完井液處理劑約占整個油田化學品的一半。

鑽井液按其作用有

1） 加重劑

當鑽井液的液柱壓力不能平衡地層壓力或出現井噴需要壓井時，需向體系中加入加重劑來提高鑽井液的比重，以達到平衡地層壓力和制止井噴事故的目的，常用的加重劑是重晶石(BaSO₄)．

2） 降失水劑

為了減少鑽井液向地層中的濾失，保證井身安全，而採用的保護泥漿膠體穩定性的化學劑稱為降失水劑。

目前常用的降濾失劑有：

羧甲基纖維素， 羥乙基纖維素， 改性澱粉等。這些產品能分散於水中，但不溶解．以堵塞地層中的孔隙，防止濾失，又因其是油溶性的．所以不會堵塞油氣通道，同時它們也可用於完井液， 修井液和射孔液中。

3） 分散劑(又稱稀釋劑)

當鑽井液中的粘土和鑽屑達到一定濃度時，會形成空間網狀結構．鑽遇鹽膏層時，地層水中的溶解鹽，尤其是高價陽離子會加劇網狀結構的形成．使鑽井液的流動性變差。能夠拆散這種網狀結構，釋出自由水，使鑽井液粘度和切力降低的添加劑稱為分散劑。常用的分散劑有：木質素磺酸鹽及其與鐵 鉻， 鈦， 錳，錫離子形成的絡合物等。

固井水泥添加劑有

l、降失水劑

能夠降低水泥漿濾失量的材料統稱為水泥漿降失水劑，目前較常用的降失水劑有， 聚丙烯醯胺類、羧甲基纖維素和有機酸的複合物等。

2、減阻劑(稀釋劑、分散劑、減水劑、紊流誘發調節劑)

用紊流泵送水泥漿常常可取得滿意的結果，減阻劑能控制水泥漿的流動性，在低的泵排量下， 引起紊流流動。磺甲基單寧、單寧鹼液、磺甲基褐煤等在一定摻量範圍都有較好的減阻效果。

3 稠化時間調節劑

由於固井井深不同，要求水泥漿具有適當的稠化時間，以滿足安全作業的需要。稠化時間調節劑包括促凝劑和緩凝刺。促凝劑是能使水泥快速凝固的添加劑，常用的有氯化鈣，氯化鈉．氯化銨等；緩凝劑是能使水泥漿凝固或稠化時間延長的添加劑，常用的緩凝劑有木質素磺酸鹽及其衍生物，羥基羧酸的鹽類(如檸檬酸 酒石酸)及其衍生物等。

4 比重調節劑

根據不同的地層壓力條件， 需用不同密度的水泥漿， 能改變水泥漿密度的添加劑稱比重調節劑， 包括減輕劑和加重劑。

減輕劑有膨潤土(也稱搬土)、硬瀝青等； 加重劑有重晶石、赤鐵礦 、砂，食鹽等。

完井液添加劑

鑽井進入目的層時， 為了保護油氣層，常採用一種特殊的鑽井液進行鑽井，這一種特殊的鑽井液即完井液。常用的完井液添加劑有羧甲基纖維素、羥丙基纖維素、聚丙烯酸衍生物、聚陰離子纖維素等。

目前較為普遍使用的鑽井助劑有：

1.腐植酸鹽類

腐植酸(HA)是一種芳香類高分子化合物 ，具有降失水、耐高溫和抗鹽的功能。腐植酸與KOH溶液反應後，經過抽提，可得到含有HA的腐植酸鉀(KHm)。

2.聚合物類

聚合物類鑽井助劑主要利用乙烯、丙烯等烯類單體發生縮聚或共聚反應製得，在不分散泥漿中套用廣泛。。常見的產品有PAC、丙烯酸多元共聚物和速溶PAN等。PAC由氫氧化鋁與鹽酸發生中和反應生成，由於氯化鋁中鋁原子的共價性強，在不同的條件下，可生成不同聚合度的PAC。PAC絮凝體成型快，活性好，適應pH值寬，利於油水分離。而丙烯酸多元共聚物由於可以在碳鏈上添加醯胺基、羥基和磺酸基等多種親水或疏水基團，使得其產品性能廣泛，抗鹽能力突出。

聚合物類產品的套用性能與分子聚合度密切相關。由於分子中含有較長的分子鏈，其巨觀表現為具有良好的剪下稀釋性能和熱穩定性，因此，該類助劑都具有較好的耐溫性。

3.三磺類

三磺類助劑是指磺化酚醛樹脂、磺化瀝青粉、磺化褐煤三類產品，其中以磺化酚醛樹脂的套用較為廣泛。主要用作降濾失劑，抗鹽、抗鈣效果顯著。磺化酚醛樹脂是由苯酚、甲醛與亞硫酸氫鈉縮合與磺化後，再與水進行樹脂化和絡合反應製得，能顯著改善鑽井液的流變性。磺化褐煤是在苯環上添加一磺酸基，能夠抗高溫。磺化瀝青是使瀝青與發煙硫酸發生磺化反應後，再水解得到的產物 該助劑水化作用強，可防鑽井井壁坍塌。此外，還具有潤滑、堵漏和降阻的作用。

三類助劑共同使用，是理想的高溫深井泥漿體系。

有機矽用作鑽井助劑

累托石的新型非金屬礦可用做深井泥漿助劑，其各項技術指標要優於高嶺土和膨潤土；甲基氯矽烷單體經醇解後可用作堵水劑；高固化的有機矽樹脂可用作覆膜砂的粘結劑；聚二甲基矽氧烷乳液可做泥漿消泡劑、稀釋劑；二甲基矽油可用於原油消泡；有機矽原油可做破乳劑等等。有機矽作鑽井助劑的套用前景廣泛。