抗高溫環(huán)保水基鉆井液研究進(jìn)展

李旭方， 熊正強(qiáng)

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)〈北京〉，北京 100083； 2.北京探礦工程研究所，北京100083)

0 引言

由于對(duì)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題的日益重視，對(duì)鉆井液的環(huán)保性能提出了新的、更嚴(yán)格的要求，要求鉆井液無(wú)毒、可降解，不污染周圍環(huán)境。相對(duì)于油基鉆井液，水基鉆井液具有環(huán)保性好、成本低的顯著優(yōu)勢(shì)。統(tǒng)計(jì)表明，80%的鉆井工程中應(yīng)用的都是水基鉆井液[1]。隨著我國(guó)油氣資源向深部勘查開發(fā)以及干熱巖鉆探、深部科學(xué)鉆探工程的實(shí)施，鉆遇地層溫度越來(lái)越高，對(duì)鉆井液的抗高溫能力提出了更高的要求。因此，抗高溫環(huán)保型水基鉆井液成為水基鉆井液一個(gè)重要的發(fā)展方向，也是鉆井液研究的熱點(diǎn)之一。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)資料，就抗高溫環(huán)保水基鉆井液研究與應(yīng)用情況進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

目前，環(huán)保型水基鉆井液體系主要有高性能水基鉆井液、甲酸鹽鉆井液、聚合醇鉆井液、硅酸鹽鉆井液及甲基葡萄糖苷鉆井液。

1 高性能水基鉆井液

高性能水基鉆井液又稱胺基鉆井液，主要由頁(yè)巖抑制劑、包被劑、分散劑和降濾失劑組成。該鉆井液體系是一種環(huán)保型鉆井液，被認(rèn)為是替代油基鉆井液且又能安全鉆進(jìn)的一類性能更高的水基鉆井液，并于2006年被列為一種新的鉆井液體系分類。國(guó)外3大鉆井液服務(wù)公司均擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能水基鉆井液，如M-I SWACO公司研制的ULTRADRILTM體系、Baroid公司研制的Hydro-Guard體系及Baker Hughes公司研制的PERFORMAX體系等[2-4]。國(guó)內(nèi)3大石油公司下屬研發(fā)機(jī)構(gòu)也均研發(fā)了各種高性能水基鉆井液，如中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院研制的高潤(rùn)滑強(qiáng)抑制高性能鉆井液體系、中石化中原石油工程有限公司西南鉆井分公司研制的KPF高性能鉆井液體系、中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)湛江分公司研制的高性能深水鉆井液體系等[5-7]。

高性能水基鉆井液在國(guó)外不同海域上千口井及我國(guó)南海海域多口深水井都得到了應(yīng)用。例如，2009年巴西國(guó)家石油公司Petrobras第一次在哥倫比亞加勒比海泰羅娜區(qū)塊使用耐溫150 ℃的高性能鉆井液完成深水鉆探[8]；Halliburton公司[9]研發(fā)了耐溫達(dá)160 ℃的高性能水基鉆井液，并在埃及地中海KARAM-1井取得了良好的應(yīng)用效果；中國(guó)海洋石油公司研制的高性能水基鉆井液HEM體系于2013年首次在中國(guó)南海海域LH26-2-1井成功應(yīng)用，之后陸續(xù)在數(shù)十口深水井中得到應(yīng)用[10]等。此外，高性能水基鉆井液也已經(jīng)成功應(yīng)用于一些特殊地層鉆探，如焦油層、Khafji和Ahmadi高度分散的構(gòu)造應(yīng)力頁(yè)巖層等[11-12]。

針對(duì)深海鉆探需求，中國(guó)石油大學(xué)(華東)趙欣等[13]以研制的聚胺強(qiáng)抑制劑SDJA為關(guān)鍵處理劑，考慮天然氣水合物抑制性與低溫流變性等因素，構(gòu)建了1套適用于深水鉆井且耐溫達(dá)150 ℃的聚胺高性能水基鉆井液。其配方為：3%海水膨潤(rùn)土漿+0.15%增粘劑XC+3%抑制劑SDJA+4%降濾失劑SD-101+1%降濾失劑JLS-1+1.5%封堵劑FT-1+1%潤(rùn)滑劑SD-505+0.1%包被劑CPAM+20%氯化鈉。針對(duì)深水鉆井作業(yè)過(guò)程中鉆遇地層越來(lái)越復(fù)雜及要求的溫度與密度越來(lái)越高等問(wèn)題，中海油服油田化學(xué)事業(yè)部郭磊等[14]在現(xiàn)有高性能水基鉆井液HEM體系基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)選抗溫材料，研制了1套適用于180 ℃、1.8 g/cm3條件下的深水HEM高溫高壓鉆井液體系，并在中國(guó)南海海域進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

針對(duì)庫(kù)車山前構(gòu)造超深、超高壓、高溫、高含鹽地層使用常規(guī)高密度水基鉆井液井下復(fù)雜情況頻發(fā)的問(wèn)題，塔里木油田公司李家學(xué)等[15]研發(fā)了分別用于鹽上地層、鹽膏層及鹽下地層鉆進(jìn)的3套高性能水基鉆井液配方，其中用于鹽下地層的高性能水基鉆井液抗溫可達(dá)180 ℃。研制的高性能水基鉆井液在庫(kù)車山前構(gòu)造帶某區(qū)塊X井現(xiàn)場(chǎng)成功應(yīng)用，從開鉆起一直使用高性能水基鉆井液，鉆井液抗溫抗鹽性能好，鉆進(jìn)過(guò)程中井壁穩(wěn)定，鉆進(jìn)效率高，完鉆井深7006 m，井底溫度168 ℃。

針對(duì)塔里木盆地南部天山前緣區(qū)塊超高溫、超高壓、超厚鹽石膏復(fù)合地層和高坍塌壓力地層分布廣泛的特點(diǎn)，江西科技師范大學(xué)李龍等[16]以高性能穩(wěn)定劑、納米成膜封堵劑和潤(rùn)滑劑為基礎(chǔ)，研制了1套具有較強(qiáng)抗鹽、抗鈣和抗鉆屑能力且耐溫達(dá)160 ℃的高性能鉆井液。其配方為：飽和鹽水+1%K2CO3+0.2%NaOH+1.4%潤(rùn)濕劑ND-288+1%降濾失劑ND-258+0.5%增粘劑ND-259+1.5%抑制劑HM+1%潤(rùn)滑劑ND-253。

2 有機(jī)鹽鉆井液

2.1 甲酸鹽鉆井液

甲酸鹽鉆井液是1980年開始發(fā)展起來(lái)的新型鉆井液體系，其最初是為了減少小井眼鉆井中摩擦壓力損失而設(shè)計(jì)的。甲酸鹽鉆井液具有密度可調(diào)性強(qiáng)、腐蝕性低、不污染環(huán)境、抗高溫能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，甲酸鹽鉆井液可以與頁(yè)巖穩(wěn)定劑、天然氣水合物抑制劑等兼容，也可以作為抗氧化劑提高黃原膠XC等生物聚合物的抗高溫能力[17-20]。甲酸鹽鉆井液作為一種具有抑制性強(qiáng)和環(huán)保性好等諸多優(yōu)點(diǎn)的抗高溫鉆井液體系得到了大量應(yīng)用，例如俄羅斯天然氣工業(yè)股份公司Gazprom在陸地Yuzhno-Priobskoye油田和海上Prirazlomnoye油田均使用了甲酸鹽鉆井液體系[21]；印度尼西亞近海儲(chǔ)層平均溫度為157 ℃的Belanak油田應(yīng)用甲酸鈉鉆井液體系完成了6口井的鉆探[22]等。

針對(duì)高密度鉆井液的儲(chǔ)層損害問(wèn)題，科威科石油公司(KOC)[23]通過(guò)運(yùn)用四氧化錳和赤鐵礦研制了適用于甲酸鹽鉆井液體系的加重劑Micromax，研制了1套抗溫能力為150 ℃的高密度甲酸鉀鉆井液體系，在深水高溫高壓井侏羅紀(jì)地層獲得了突出的應(yīng)用效果。研制的甲酸鉀鉆井液體系有效減小了儲(chǔ)層損害，提高了生產(chǎn)效率，降低了鉆井成本。

為了克服常規(guī)鉆井液固相含量高、抑制性不足等問(wèn)題，東北石油大學(xué)張延鶴[24]通過(guò)優(yōu)選處理劑，研制出了抗溫達(dá)200 ℃的無(wú)固相甲酸鹽鉆井液體系。其配方為：甲酸鹽水+3%降濾失劑HHJL-1+0.5%增粘劑HHTN-1+3%儲(chǔ)層保護(hù)劑HHYB-N，并在吉林省龍深區(qū)塊成功應(yīng)用。

為提高甲酸鹽鉆井液體系的抗高溫能力，英國(guó)索爾福德大學(xué)Akpan等[25]以膨潤(rùn)土、生物膠Diutan Gum、甲酸鉀、異抗壞血酸鈉及聚乙二醇(分子量8000)等為主要材料配制鉆井液，詳細(xì)探究了甲酸鹽、異抗壞血酸鈉、聚乙二醇及pH值對(duì)鉆井液抗高溫能力的影響。研究發(fā)現(xiàn)：(1)單純的甲酸鹽鉆井液抗溫能力不超過(guò)150 ℃；(2)通過(guò)復(fù)配聚乙二醇和抗氧化劑異抗壞血酸鈉，能大幅提高甲酸鹽鉆井液的抗溫能力至232 ℃；(3)較高的pH值有助于避免甲酸鹽鉆井液在高溫下凝膠強(qiáng)度過(guò)高的問(wèn)題。

2.2 Weight系列有機(jī)鹽鉆井液

國(guó)內(nèi)使用的有機(jī)鹽主要有OS-100、PRT、YJS和Weight等系列產(chǎn)品。其中，Weight系列鉆井液獲得了較為廣泛的應(yīng)用。

針對(duì)海域地區(qū)地層坍塌壓力高，易發(fā)生坍塌掉塊等問(wèn)題，中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司鉆井事業(yè)部侯岳等[26]通過(guò)對(duì)有機(jī)鹽鉆井液抑制性、潤(rùn)滑性、抗高溫能力的探究，研制了1套抗150 ℃高溫的海水有機(jī)鹽鉆井液體系。其配方為：海水+2%鈉土漿+0.3%Na2CO3+0.1%NaOH+1.5%降濾失劑Redul+0.1%XC+2%流型調(diào)節(jié)劑Viscol+2%白瀝青+1%封堵劑LPF+3%細(xì)目鈣+30%有機(jī)鹽Weigh2+1.5%潤(rùn)滑劑PGCSl+重晶石，成功應(yīng)用于邁陳凹陷洋浦地區(qū)洋1井。

針對(duì)費(fèi)爾干納盆地深部井段高壓、高鹽、高硫等問(wèn)題，西部鉆探工程有限公司艾貴成等[27]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)評(píng)價(jià)，運(yùn)用有機(jī)鹽Weight4研制了1套抗溫達(dá)220 ℃的超高密度有機(jī)鹽鉆井液體系，鉆井液最高密度可達(dá)3.0 g/cm3。該鉆井液體系具有良好的抑制性和儲(chǔ)層保護(hù)能力，而且在高密度下仍具有良好的潤(rùn)滑性。

根據(jù)鉆探現(xiàn)場(chǎng)情況，渤海鉆探泥漿技術(shù)服務(wù)分公司[28]針對(duì)塔里木油田克深15井的窄泥漿密度窗口及高溫高鹽等難題，將Weight1和Weight2復(fù)合使用，研制了能夠抗170 ℃高溫的復(fù)合有機(jī)鹽水基鉆井液體系。其配方為：水+0.3%～0.5%Na2CO3+2%～3%抗鹽降濾失劑BZ-KJS-1+3%～6%抑制防塌劑BZ-YFT+2%～4%抗鹽提切劑+2%～5%抑制潤(rùn)滑劑BZ-YRH+60%～90%復(fù)合有機(jī)鹽+加重劑。

3 聚合醇鉆井液

聚合醇又稱多元醇或復(fù)合醇。聚合醇鉆井液是20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的以聚合醇為主劑的環(huán)保水基鉆井液。聚合醇的濁點(diǎn)效應(yīng)使得聚合醇鉆井液具有較強(qiáng)的頁(yè)巖抑制能力和潤(rùn)滑性能[29]。早在20世紀(jì)90年代，國(guó)外便已經(jīng)發(fā)展出了聚乙二醇共聚物(COP/PPG)鉆井液、聚乙二醇鉆井液等鉆井液體系[30-31]。

針對(duì)塔里木盆地深井、超深井對(duì)鉆井液抗高溫能力的高要求，中石油塔里木油田公司鄒盛禮等[32]以聚合醇PEG作為防塌劑，通過(guò)優(yōu)選降濾失劑和包被劑，研制了1套耐溫160 ℃的聚合醇鉆井液。其配方為:土漿+0.1%NaOH+0.2%包被劑CX-215+1.0%防塌劑CX-508+1.0%成膜降濾失劑CMF+1.0%降濾失劑JMP-2+2.0%聚合醇防塌劑PEG+2.0%潤(rùn)滑劑TYRF-1+2.0%提切劑PF-PRD+3.0%KCl+1.0%屏蔽暫堵劑YX-1+1.0%屏蔽暫堵劑YX-2+石灰石，并成功應(yīng)用于塔中高溫深井721-5井。

針對(duì)水平井鉆探摩阻和扭矩較大等技術(shù)難點(diǎn)，大慶鉆探鉆井工程技術(shù)研究院鄒大鵬等[33]合成了1種環(huán)?？垢邷貪?rùn)滑劑，并以此為基礎(chǔ)探索出了1套適用于水平井鉆進(jìn)、耐溫160 ℃的抗高溫聚合醇鉆井液。其配方為：3%土漿+2%～3%多元醇抑制劑JY-2+2%～3%磺化褐煤樹脂SPNH+1%～3%聚酯物封堵劑DYFD-200+1%～2%泥餅改善劑NBG-2+1%～2%超細(xì)碳酸鈣+2%～4%脂肪酸合成酯SN-2+0.5%～1%包被劑KPAM，實(shí)現(xiàn)了裂縫性火山巖地層的安全環(huán)保鉆井施工。

針對(duì)環(huán)境敏感性海域高溫深井鉆探需求，劉曉棟等[34]通過(guò)合成一種抗高溫抗鹽降濾失劑BDF-100S，研制了1套抗溫達(dá)200 ℃的聚合醇海水鉆井液體系，并在井底最高溫度達(dá)204 ℃的環(huán)渤海油田現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中取得了良好效果。通過(guò)合成高溫增粘劑HIVS，研制了1套在200 ℃高溫環(huán)境下熱穩(wěn)定時(shí)間更長(zhǎng)的聚合醇鉆井液體系，鉆井液主要由聚合物降濾失劑BDF-100S、聚合物增粘劑HIVS和乙二醇抑制劑等組成，改進(jìn)的聚合醇鉆井液體系適用于淡水和海水[35]。

4 硅酸鹽鉆井液

硅酸鹽鉆井液是一種防塌效果突出、抑制性強(qiáng)、成本較低的環(huán)保鉆井液體系，同時(shí)，硅酸鹽在鹽水鉆井液中還可作為緩蝕劑保護(hù)鉆具[36]。20世紀(jì)30年代，將可溶性硅酸鹽引入鉆井液中，并成功在墨西哥沿海地區(qū)鉆探了100多口井[37]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外逐漸發(fā)展出了多種硅酸鹽鉆井液體系，如Halliburton公司的硅酸鉀鉆井液體系[38]、PQ公司的高比硅酸鹽鉆井液體系[39]、四川仁智石化公司的WDX硅酸鹽鉆井液體系[40]、青海核工業(yè)地質(zhì)局的硅酸鹽聚乙烯醇鉆井液體系[41]、西部鉆探吐哈鉆井公司的有機(jī)硅醇-硅酸鹽鉆井液體系[42]等。硅酸鹽鉆井液在國(guó)內(nèi)外石油鉆井現(xiàn)場(chǎng)均得到了廣泛應(yīng)用，如非洲乍得南部Bongor盆地Prosopis E1-1井[43]、江漢盆地鄂深6-側(cè)井[44]及蘇丹6號(hào)區(qū)塊Moga-8井[45]等。

但是，硅酸鹽鉆井液體系作為抗高溫環(huán)保鉆井液也存在著一些較為明顯的缺點(diǎn)，如流變性和濾失量難以控制、儲(chǔ)層損害等。

為解決超深井地層塌陷、卡管等井下復(fù)雜情況，提高硅酸鹽鉆井液體系的抑制性能和抗高溫能力，西南石油大學(xué)王平全等[46]利用聚合醇的濁點(diǎn)效應(yīng)研制了1套耐溫150 ℃的硅酸鉀-聚合醇鉆井液體系。其配方為：4%土漿+適量NaOH+0.4%降濾失劑JT888+4%硅酸鉀FP-V+0.4%高粘羧甲基纖維素HV-CMC+3%聚合醇JLX-B-S+1%KCl。該鉆井液體系在流變性、抗溫能力、抗污染能力及潤(rùn)滑性等方面均優(yōu)于硅酸鹽鉆井液。

為進(jìn)一步提高硅酸鹽鉆井液的抗溫能力，斯倫貝謝公司[47]研制了1套抗溫160 ℃的硅酸鹽鉆井液體系。其配方為：1.4%KCl+0.07%Na2CO3+0.28%常規(guī)PAC+0.84%Ulpac+4.2%抗高溫聚合物+0.28%XC+2.28%硅酸鈉+改性瀝青+1.14%胺基高溫稀釋劑+重晶石。

為減少致密氣儲(chǔ)層鉆井過(guò)程中水鎖效應(yīng)的損害，Jararov等[48]通過(guò)對(duì)地層損害機(jī)理和液態(tài)硅酸鈉凝膠作用的研究，以硅酸鈉含量為單一變量，詳細(xì)探究了硅酸鈉加量對(duì)鉆井液流變性、尤其是濾失量和濾餅質(zhì)量的影響，研制了1套能夠有效提高致密氣藏產(chǎn)能、抗溫達(dá)150 ℃的硅酸鈉鉆井液體系。

5 甲基葡萄糖苷鉆井液

甲基葡萄糖苷鉆井液又稱為仿油基鉆井液，可以通過(guò)形成半透膜防止頁(yè)巖水化，具有較好的潤(rùn)滑性和相容性，對(duì)環(huán)境友好，流變性能穩(wěn)定，能有效攜帶巖屑和清潔井筒[49-50]。甲基葡萄糖苷鉆井液廣泛應(yīng)用于鉆井現(xiàn)場(chǎng)中，如我國(guó)南海地區(qū)WZ-6-9油田[51]、大港油田濱26X1井[52]，墨西哥灣Tick鉆井平臺(tái)[53]等。

針對(duì)甲基葡萄糖苷在鉆井液中加量大、抑制性不足等問(wèn)題，中原石油勘探局鉆井工程技術(shù)研究院司西強(qiáng)等[54]引入季銨鹽結(jié)構(gòu)合成了陽(yáng)離子甲基葡萄糖苷鉆井液CMEG，研制了1套抗150 ℃高溫的陽(yáng)離子甲基葡萄糖苷鉆井液體系。其配方為：2%基漿+0.4%NaOH+0.6%復(fù)合離子聚丙烯酸鹽SD-17+0.6%低粘羧甲基纖維素LV-CMC+0.3%高粘羧甲基纖維素HV-CMC+3%陽(yáng)離子甲基葡萄糖苷CMEG+1.0%無(wú)滲透劑。該鉆井液體系具有良好的抑制性和潤(rùn)滑性，相對(duì)回收率達(dá)到99.01%。

針對(duì)深井鉆探時(shí)膏鹽及鹽水污染、壓差卡鉆等問(wèn)題，川慶鉆探工程有限公司歐陽(yáng)偉等[55]通過(guò)優(yōu)選處理劑，研制了1套抗溫170 ℃的甲基葡萄糖苷鉆井液體系，并成功應(yīng)用于劍門1井中，解決了壓差卡鉆等井下復(fù)雜問(wèn)題，在井底溫度達(dá)到175 ℃的超深井中完成了2000多米小井眼鉆探任務(wù)。

為了提高烷基葡萄糖苷鉆井液的抗高溫能力，渤海鉆探鉆井工藝研究院劉艷等[56]合成了磺甲基乙基葡萄糖苷作為抗高溫抑制劑，研制了1套抗溫180 ℃的磺甲基乙基葡萄糖苷鉆井液體系，磺甲基乙基葡萄糖苷的加入使得鉆井液在抗溫、潤(rùn)滑、抑制等方面的性能都有所提高。

6 其它鉆井液體系

6.1 無(wú)固相鉆井液

無(wú)固相鉆井液又稱無(wú)粘土鉆井液，具有能夠提高鉆速、減薄泥餅、減輕油氣層損害等優(yōu)點(diǎn)。為保護(hù)深井儲(chǔ)層，中國(guó)石油大學(xué)(華東)黃維安等[57]開發(fā)了1套抗溫達(dá)200 ℃的無(wú)固相水基鉆井液體系。其配方為：水+1%降粘劑HTVS+0.5%高溫穩(wěn)定劑Na2SO3+1.5%降濾失劑TRS+2%潤(rùn)滑劑EPL+0.3%防水鎖劑FCS。

針對(duì)鉆井液抗高溫能力不足的缺點(diǎn)，大慶鉆探工程公司鉆井工程技術(shù)研究院李建軍等[58]通過(guò)對(duì)抗高溫增粘劑、降濾失劑的研究，設(shè)計(jì)了1套抗溫220 ℃的無(wú)固相鉆井液體系，并成功應(yīng)用于澀北1號(hào)氣田24井。

為滿足惡劣高溫環(huán)境下鉆井需求，Galindo等[59]設(shè)計(jì)并合成了一種新型聚合物增粘降濾失劑，并構(gòu)建了1套抗溫達(dá)204 ℃的超高溫井用無(wú)固相水基鉆井液體系，研制的鉆井液對(duì)頁(yè)巖有良好的抑制作用，在陸地和海洋鉆探都可應(yīng)用，同時(shí)具有HSE效益好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

6.2 無(wú)鉻鉆井液

鉻木質(zhì)素磺酸鹽是抗高溫鉆井液的常見(jiàn)組分，但由于環(huán)保要求日趨嚴(yán)格，低毒性的鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽已不提倡使用，無(wú)鉻鉆井液體系應(yīng)運(yùn)而生，且已在南美、東非、東歐等地獲得應(yīng)用。為去除鉆井液中的含鉻材料，Tehrani等[60]用丙烯酰胺共聚物和類似于磺化單體的物質(zhì)合成聚合物作為分散劑，構(gòu)建了1套抗溫達(dá)232 ℃的無(wú)鉻鉆井液體系，研制的無(wú)鉻鉆井液有效解決了高溫高壓水基鉆井液常見(jiàn)的高溫凝膠問(wèn)題。

為提高無(wú)鉻鉆井液性能，F(xiàn)ernandez等[61]用CHROME-BASED稀釋劑替代鉻木質(zhì)素磺酸鹽，研制了1套抗204 ℃高溫的無(wú)鉻高密度鉆井液體系，并成功應(yīng)用于匈牙利東南部頁(yè)巖氣藏鉆探。

6.3 有機(jī)硅鉆井液

有機(jī)硅具有熱穩(wěn)定性好、防塌能力好、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)深部地層鉆探需求，西南石油大學(xué)褚奇等[62]利用有機(jī)硅作為降濾失劑，研制了1套抗溫達(dá)220 ℃的有機(jī)硅水基鉆井液體系。其配方為：4.0%粘土+0.5%Na2CO3+0.1%KOH+0.6%～1.0%有機(jī)硅降濾失劑+2.0%～3.0%磺化褐煤SMC+0.1%～0.3%磺化瀝青WFT-101+0.4%～0.6%有機(jī)硅降粘劑GCYZ-1+0.5%封堵劑GFD+3.0%CaCO3+0.2%～0.4%包被劑PAC-141+1.0%抗高溫保護(hù)劑GBH。研制的有機(jī)硅鉆井液懸浮穩(wěn)定性好，具有一定的抗鹽和抗鈣能力。

6.4 納米硅鋁基鉆井液

納米鉆井液具有流變性好、熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)。納米材料能夠改善水基鉆井液的潤(rùn)滑性、減少濾失量。使用納米硅、納米石墨烯等納米材料提高鉆井液性能的研究已經(jīng)成為熱點(diǎn)[63-67]。為替代含KCl聚合物鉆井液，Taraghikhah[68]等研制了1套耐溫150 ℃的納米硅鋁基鉆井液，研制的納米硅鋁基鉆井液可以將成本降低20%～30%，能夠有效降低泥餅?zāi)Σ料禂?shù)，與KCl聚合物鉆井液、陽(yáng)離子聚合物鉆井液等鉆井液體系相比具有更強(qiáng)的頁(yè)巖抑制性，抑制能力達(dá)到90%～99%。

7 發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)外在抗高溫環(huán)保水基鉆井液研究與應(yīng)用方面開展了大量的工作，并取得了一些重要成果。但是，現(xiàn)有抗高溫環(huán)保水基鉆井液體系還普遍存在以下問(wèn)題：

(1)研發(fā)的環(huán)保型處理劑抗溫能力不夠強(qiáng)，一定程度上制約了環(huán)保水基鉆井液應(yīng)用溫度范圍。

(2)抗高溫環(huán)保鉆井液體系多數(shù)要與環(huán)保性能較差的處理劑(如磺化類處理劑)復(fù)配，才能達(dá)到更好的性能，這使鉆井液整體的環(huán)保性能受到一定程度的影響。

抗高溫環(huán)保水基鉆井液研究的發(fā)展趨勢(shì)主要包括以下幾個(gè)方面：

(1)研制低成本環(huán)保處理劑，降低抗高溫環(huán)保水基鉆井液的成本，推動(dòng)環(huán)保鉆井液的廣泛應(yīng)用。

(2)探究環(huán)保處理劑抗高溫機(jī)理研究，并開展新型耐溫150 ℃以上的環(huán)保聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與合成，實(shí)現(xiàn)抗高溫環(huán)保水基鉆井液用處理劑全部環(huán)?；?。

(3)隨著國(guó)家深地探測(cè)戰(zhàn)略與深海探測(cè)戰(zhàn)略實(shí)施，鉆遇地層溫度將越來(lái)越高，需進(jìn)一步加強(qiáng)超200 ℃高溫環(huán)保水基鉆井液體系的研究。