摘要：钻井工作中需要运用钻井液处理剂,，本文主要讲述了国内钻井液处理剂的研发还有现状,提出了钻井液处理剂的发展方向。
关键词：钻井液；处理剂；现状；发展
引言
钻井液处理剂又称钻井液用化学品,是用量最大的油田用化学品之一,约占油田用化学品总量的50%左右,价值在40%以上。目前世界上新型钻井液处理剂的研究主要集中在各种新型聚合物材料的研究、各种工业下脚料的利用和一些传统处理剂(包括天然材料)改性方面。我国在新型处理剂研究上,重点是充分利用传统原料和开发新型合成聚合物(包括单体)两方面。国外钻井液处理剂自20世纪80年代开始快速发展,进入90年代后发展相 对平稳,但重点更突出,即以含磺酸基的合成聚合物为基础的各种产品是主流,这也是未来的发展方向。目前,我国钻井液处理剂已发展到18类,上千个品种,年用量近30万吨,而且各种聚合物和新型表面活性剂类处理剂的研究和应用更深入,推广应用越来越普遍,但适用于特殊条件的处理剂研究与应用还存在差距,钻井液处理剂还不能完全满足石油工业快速发展的需要,这便为新型钻井液处理剂的开发提出了要求。
一、分析处理剂研究的现状
1.1合成材料类处理剂
从我国合成聚合物处理剂的研究现状及应用情况看,分子设计时还没有考虑处理剂在加入钻井液后的变化情况。近期合成聚合物处理剂的研究主要集中在AMPS与AM、AA等单体的二元或多元共聚物的室内合成与评价方面,多为简单的重复,缺乏创新。对于胺基聚醚的研究则多是一.些重复性的评价试验,没有从形成钻井液的角度出发进行深入研究。现用合成材料类处理剂仍然以丙烯酸多元共聚物和SMP为主，很少用AMPS聚合物。现场大量应用的仍以最初研发的一些产品为主，新产品多是换名或代号，由于产品以低价为导向,使研制生产合成材料类处理剂主要围绕是否满足标准、而非实效，致使多数产品的质量甚至低于早期。
国外对合成材料的研究及现用处理剂的品种远少于国内,但研究的针对性更强,主要针对现用处理剂进行性能完善提高和系列化,并以钻井液技术发展以及解决复杂问题为目标，更注重处理剂间的配伍性和钻井液的形成，很少追求某- -处理剂的单- -性能,且处理剂的纯度高、主体成分明确。对于已有的化工产品,通常是直接使用。自20世纪80年代以来，国外以AMPS聚合物、乙烯基磺酸聚合物等为主导的聚合物处理剂的发展以及聚合醇、胺基聚醚等的研发,都以形成钻井液为目标。
1.2天然材料改性处理剂
天然材料改性处理剂的研究重点有2个:1)发展绿色的环保钻井液;2)利用天然材料的结构和基团特征制备特殊功能的处理剂，且更注重天.然材料的主体作用,并保持材料的自身优势,适用范围更明确,目的性更强,且在强调环保时并不过于强调抗温能力。注重完善已有产品的性能及研制满足新要求的产品,并以钻井对钻井液的需求为发展目标,且更重视增加天然材料改性处理剂的应用范围和用量,而不是追求增加品种。
与国外相比，国内在天然材料改性处理剂研究方面存在较大差别:生产和应用缺乏延续性;缺乏新手段和新思路,通常是研究多,转化和推广应用少，且重复研究多，更多研究以发表论文为目标;研究多局限在室内性能评价,没有重视天然改性处理剂所组成钻井液的环保性能。
1.3工业废料及农林加工副产品改性处理剂
工业废料及农林加工副产品是制备钻井液处理剂的廉价原料,长期以来虽然在处理剂制备中占有重要位置,但多为直接应用或简单改性,而近期进行了一些新的研究,例如:以废泡沫、丙烯酸酯、丙烯酰胺为原料,通过乳液聚合制备的--种封堵微裂缝用的胶乳护壁材料,抗温达200C,具有较好的降滤失和成膜护壁作用。还有一些基于废油脂的改性产品，典型产品有:以废动植物油、乙醇胺反应产物和白油为原料制备的具有良好抗温抗盐和配伍性的钻井液用润滑剂BZ-BL;以废弃植物油脂与小分子醇类进行酯化或酯交换反应生成长链的脂肪酸酯,再与表面活性剂等优化配方制得的一种低荧光、无毒植物油钻井液润滑剂;以地沟油、二乙二醇进行酯交换反应生成的直链酯类产物,进行硫化反应后与石墨复配得到的无毒、低荧光钻井液润滑剂RH-B;废机油通过磺化与表面活性剂复配制备;的具有抗高温、降滤失、抑制和井壁稳定能力强的钻井液用多功能润滑剂DRH-1。此外,还有油脂加工废料经过提纯和胺化制备的一种可生物降解的润湿剂CQ-WBP。
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国外关于工业废料及农林加工副产品在钻井液及钻井液处理剂制备中的应用已经比较成熟,尤其是苏联成功将工业废料、釜残及油脂工业下脚料直接或改性后用作钻井液润滑剂、乳化剂、消泡剂、降黏剂、降滤失剂和防塌剂等;进入21世纪,除完善一些产品的性能外，新产品的研发已很少。21世纪以来，国内对工业废料及农林加工副产品改性处理剂的研究比较多，尤其是围绕废物利用、绿色环保、降低成本的目标，工业废料及农林加工副产品的利用越来越受到重视，呈现出良好的发展势头，然而该类处理剂真正转化为生产，并在钻井液中占据重要位置,仍然有很长的路要走。
二、分析我国钻井液处理剂在今后的发展情况
钻井液技术在不断进步，对膨润土和低密度固相的控制能力逐渐提高。其中钻井液抑制性的增强，使得钻井液中的黏度以及切力升高。在未来发展过程中，需要进一步提升增黏剂和提切剂，形成有利的空间结构，使钻井液保证良好剪切和稀释性，赋予钻井液优异触变性，保障钻头有效发挥水功率。同时进一步强化钻井液降滤失剂的作用，注重良好配伍性，也是未来在处理剂方面发展的重要内容。
2.1提升合成材料的性能
研制含膦酸基的阴离子单体及高温稳定的支化阴离子或非离子单体，以及星形结构的聚醚、聚醚胺等有机化合物；围绕绿色环保及抗温抗盐目标，突破传统处理剂的分子结构，制备剪切稳定性和高温稳定性好、抑制性强、黏度效应低、基团稳定性好的新型聚合物，探索树枝状或树形结构的低分子聚合物处理剂的合成。同时加强对处理剂加入钻井液之后所产生的变化研究，并重视对不同处理剂之间协同增效的作用研究。
2.2改进天然材料的性能
第一，在改进淀粉以及纤维素方面，主要需要突出淀粉所具有主体性的作用。因此，可以运用烷基化、交联以及接枝共聚的方式有效提升淀粉的作用，并能够在改进性能产物方面提高抗温以及抗钙的能力。通过此方式制备的降滤失剂、防塌剂、增黏剂、絮凝剂以及包被剂都能够取得良好的效果；第二，加强对纤维素改性的研究。一方面是探索一些两性离子或者是阳离子的纤维素醚以及混合醚。另一方面是木质素，通过提高抗盐以及抗温的目标而实施分子修饰，或者是把木质素实施分解，进而形成不同结构单元，然后再通过反应制备的方式实现在高温和高压的情况提升絮凝剂、抑制剂、分散剂以及油基钻井液中乳化剂的作用。第三，在褐煤方面，通过进一步活化、磺化、氧化以及缩合的方式增加基团的数量，同时这也可以有效改变一些基团的性质，并引入一些功能性的侧链，从而有效提升产物水化、抗温以及抗盐的能力；第四，油脂方面的研究。制备可以在高温和高密度的条件下使用的钻井液润滑剂。
2.3工业废料及农林加工副产物利用方面。利用废聚苯乙烯制备具有润滑和封堵作用的低磺化度聚苯乙烯乳液、具有降滤失和降黏作用的磺化聚苯乙烯，以及具有絮凝、抑制等作用的阳离子改性产物;利用聚乙(丙)烯蜡或废塑料等,通过引入极性吸附基和水化基团,制备井壁稳定剂、封堵剂、油溶性暂堵剂和润滑剂、防卡剂。以油脂加工下脚料及工业釜残等为原料制备钻井液润滑剂、乳化剂、防卡剂、防塌剂和封堵剂等;利用油脂加工的下脚料制备脂肪酸,进行处理后与脂肪胺反应制备油基钻井液乳化剂和水基钻井液润滑剂、防卡剂等。
结束语
目前，虽然我国钻井液处理剂存在许多不同的品种，但在高温、高密度以及高盐环境下的处理剂研究方面和先进国家还具有一定的差距性。相对国外，我们基础研究相对薄弱、研发方面缺乏理论指导，同时，处理剂生产分散、规模较小、技术投入有限以及生产设备较为简陋。根据我国的实际情况分析，钻井液处理剂行业需要寻找一种新的方法和模式，提升生产和应用的能力，加快研究成果转化为和应用，积极融入到国内外各钻井液服务公司产业链条中，不断发展壮大
参考文献
[1]王中华.国内天然材料改性钻井液处理剂现状分析.精细石油化工进展，2013.5.
[2]王中华.国内钻井液处理剂研发现状与发展趋势.石油钻探技术，2016.8.
[3]王中华.关于规范钻井液处理剂及钻井液体系的认识.中外能源，2014.5.
[4]王平全，陶鹏，黄丽莎等.钻井液处理剂高温交联性能评价.精细石油化工，2016.1.
[5]郑友志，佘朝毅，姚坤全等.钻井液处理剂对固井水泥浆的污染影响.天然气工业，2015.9.
论文作者:刘日淦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/24
标签：处理剂论文; 钻井液论文; 聚合物论文; 材料论文; 润滑剂论文; 工业论文; 基团论文; 《基层建设》2019年第3期论文;