国内外环保型钻井液研究进展研究 钻井液降滤失剂有哪几类？钻井液降滤失剂的作用机理是什么？
今年是中国石化石油工程技术研究院（简称工程院）成立六周年。2009年6月26日，简称工程院在北京宣告成立。中国石化集团公司领导明确指出：“工程院要把打造石化上游长板，提高石化石油工程技术水平，建设具有国际先进水平的工程技术研究院作为行动指南和奋斗目标。”
在关键的石油工程技术上，面对外国公司的技术垄断，工程院以“挑战外国公司，打破技术垄断，创造‘中国版’国际先进技术”的魄力和胆识，瞄准油气勘探开发中的工程技术瓶颈，大胆创新，仅用6年时间，就攻克许多世界级难题，创造出一系列国际先进技术，在页岩气开发、环境保护等5个核心技术、深井超深井钻完井等7项特色技术上取得重大突破，在“海相碳酸盐岩油气井井筒关键技术研究”等国家重大科技攻关项目研究中取得重要进展。为中国石化“三北一川一海外”（西北、华北、东北、四川和海外油田）勘探开发事业的突飞猛进，为实现勘探开发的科技环保，发挥了举足轻重的作用。
创新战略思路 培育一流科技队伍
纵观国内石油工程技术市场，在一些关键技术领域，国外的工程技术占据主导地位，不但价格昂贵，其中一些技术在应用过程中的效果也不理想。工程院领导班子思想认识高度统一：要赶超国际先进，必须改变过度依赖外国技术的观念，树立以我为主的理念，创新战略研究思路，培育出一流的石油工程技术队伍。
根据中国石化上游“十二五”发展战略，工程院确立了“坚持以科研为龙头、技术支持和产品研发为两翼，着眼长远，协调发展，引领和加速推动中国石化石油工程技术进步”的总体发展思路。院长路保平表示，只有把握重大工程技术发展方向，强化技术和方法创新，培养核心技术和特色技术，围绕油气勘探开发需求，配套完善工程技术系列，解决油田生产关键技术难题，强化技术载体，研发高新技术产品，才能提升核心竞争力。
“十二五”时期，工程院着力做好五个方面的工作：一是着力发挥好参谋作用。紧密结合中国石化上游的发展战略，在工程业务发展、竞争、重大攻关方向、重大技术和装备等方面发挥重要参谋作用。二是着力基础建设。做好实验室和中试基地发展规划，实现软、硬件资源共享；配套完善实验仪器和关键装备；推进信息化建设中的数据、资源等集成与应用。三是着力科技创新。突破一批具有战略性、革命性意义的关键工程技术，引领和加快推动石油工程技术进步；解决油田生产实际工程难题，研发高新技术产品。四是着力成果转化。加快成果转化速度，尽快形成现实生产力，增强研究成果转化效果，发挥工程技术对勘探开发的推动和保障作用。根据战略部署，工程院确定了“三北一川一海外”的科技攻关靶区和“五大会战”领域，把西北塔里木盆地、华北鄂尔多斯大牛地气田、四川普光气田和海外区块作为工程技术支撑和支持的重点。
围绕集团公司油气勘探开发布局和战略规划，工程院着力科技队伍建设。加强学科建设，发挥首席专家、副总师和高级专家的组织指导作用，注重培养中青年技术骨干，形成专业结构及人才梯次合理的科技创新团队。组建和优化研究所和研发中心，稳步推进QHSE管理体系、重点实验室、轮台基地、重点项目管理等工作，实现预定目标。工具仪器、油田助剂、工程软件、作业规程等4大类20余项载体，已实现工业化生产和应用。
培育核心技术 打破国外垄断
打破外国技术垄断，首先要在关键的核心技术上赶上。
工程院把页岩气勘探开发，作为石油工程技术新的突破口，在非常规油气工程配套技术上实现重大突破。工程院在集团公司科技部统一组织和油田事业部、石油工程公司的大力支持下，从2011年开始，组成页岩气科技攻关领导小组，承担了中国石化75%的页岩气关键工程技术的攻关任务，开展了20多项技术攻关,
在多项核心技术上取得突破，申请发明专利50多项，基本形成了以2000米水平井钻完井及20段压裂能力的页岩气工程配套技术。为中国石化页岩气勘探突破提供了有效的工程技术支持。
该院基本形成了自主知识产权的非常规工程配套技术。相继突破了页岩地层岩石力学参数求取、裂缝识别与预测技术和页岩储层工程特征描述技术难题；自主研发的低黏高切油基钻井液体系性能达到国际先进水平，在彭页2HF井等成功应用3口井，创造了国内页岩气水平井水平位移最长纪录。该院还参加了国家页岩气发展战略规划，受到国家有关部门好评，成为中国石化页岩油气开发的突出代表。
此外，深井、超深井钻完井技术快速发展，创多项世界纪录；复杂结构井钻完井技术创出世界纪录；特殊储层识别与改造技术支撑效果显著；研究储备深水钻完井工程技术。核心技术的创新研究和培育，为工程院的长足发展打下坚实基础。
打造特色技术 提供环保支撑
特色技术即石油工程技术中的绝技。工程院把室内研究与井场实际结合，针对不同地区不同地层不同井况，研究摸索形成了独特的工艺技术系列。一些特色技术为实现绿色环保勘探开发起到了技术支持的作用。
在特殊钻井液技术上，自主研发了3.00克/立方厘米超高密度水泥浆体系，在官深1井应用密度达2.82克/立方厘米，创造了世界纪录；自主研发的耐高温降滤失剂PFL，解决了钻井液体系易高温老化、难控制失水等技术难题；自主研发的新型聚胺钻井液体系先后在塔河、玉北等工区应用了20多口井；研发了耐温150摄氏度环保型钻井液体系，在新疆、胜利工区成功应用；开发的提速钻井液体系，在东北梨602井,金1-2井和塔河顺北1井成功应用，为顺北1井提速54%提供了保障。
在复杂地层固井技术上，研发的低密度水泥浆固井技术在元坝104H、塔河外围QG4等15口井进行应用，固井质量优良率100%；研发苯丙胶乳防气窜水泥浆体系、高温防气窜胶乳水泥浆固井技术、高密度水泥浆固井技术和脉冲振动固井技术等，解决了一批固井关键技术难题。
在防漏治漏技术上，针对西北、华北、西南地区地层漏失、垮塌、掉块等难题，研制的低密度化学堵漏剂在塔河奥陶恶性漏失地层应用，堵漏成功率提高50%；研发新型化学触变固结堵漏技术，解决了塔河TH12311井、顺西2井、承德元冀1井等20余口恶性漏失井的堵漏难题。
此外，他们研制出的电磁波随钻测量技术综合性能指标达到国际先进水平。在旋冲钻井技术上，成功研制出适用于中硬及硬地层的多种规格液动射流冲击器，提高破岩效率，在国内外进行60多井次的现场应用，成果达国际领先水平。在测井资料工程和钻井应用技术方面，自主设计的在线油气检测系统达到国际先进水平，建立具有国内领先水平的低阻、低渗、裂缝等复杂储层测井解释方法，研发了二维水平井测井解释技术等。在信息与石油工程决策技术方面，开发钻井工程决策支持系统，建立网络协同会议系统和钻井决策支持应用库，开发的压裂数据采集、传输模块应用效果良好，为建立一体化石油工程决策支持系统打下基础。
承担国家项目 发挥更大作用
在国家项目研究中，工程院开展了海相碳酸盐岩油气井井筒关键技术、中东富油气区复杂地层井筒关键技术等研究，取得一批重要成果。
“海相碳酸盐岩油气井井筒关键技术研究”在井筒环境监测、中大型漏失堵漏、安全快速钻井、防腐及低密度固井、超深水平井分段酸压、Ⅱ类储层识别等六方面获得突破。阶段研究成果在新疆及四川进行试验与应用，一次堵漏成功率93%，复杂地层井径扩大率比上年减少50%以上，麦盖提地区平均钻井周期缩短34.5%，塔河超深水平井分段酸化压裂成功率100%，Ⅱ类储层的测井解释符合率达到80%以上，复杂地层固井技术达到现场应用水平。
“中东富油气区复杂地层井筒关键技术”研究，形成“四项技术系列、十项核心成果、六项创新内容”，研究成果在伊朗雅达油田及时应用，使该油田压差卡钻等复杂问题得以有效解决，机械钻速提高37%，沥青复杂问题得到初步解决，酸固井及储层改造成功率100%，经济、社会效益显著。
“3000型成套压裂装备研制及应用示范工程”研究，形成了针对不同类型超高应力储层压裂、酸化/酸压施工参数预测及优选优化方法；研发了成套压裂装备现场仿真模拟软件，形成了“非常规油气藏3000型压裂车组压裂施工作业规范”，在焦页1-3HF井、丁页2井试验成功，压裂整体设计与施工复合率达90%以上。
基础前瞻性研究。开展了与工程技术相关的其他学科调研及移植分析。重点开展以地质环境识别为基础的新理论新方法、以闭环控制为基础的智能化技术、以化学单体为基础的新型材料与体系、以技术信息为基础的无风险钻井技术等4个方向的40多项研究，为新技术、新工艺探索与研发奠定了基础。
降失水剂研究进展
降失水剂产品可分为两大类：颗粒材料和水溶性高分子及有机材料。颗粒材料中，胶乳凭借其良好的降滤失、防气窜、增韧等优点成为国内外的研究热点，其研究进展情况将在下文单独列出。目前，大部分降失水剂产品均为水溶性聚合物及有机材料，这类产品又可分为改性天然产物与合成聚合物。此外，国外对环保型降失水剂也作了许多研究。
1改性天然产物类降失水剂
改性纤维素是水溶性天然产物中应用较多的一类降失水剂。可用作降失水剂的改性纤维素有CMC（羧甲基纤维素）、HEC（羟乙基纤维素）、CMHEC（羧甲基羟乙基纤维素）等。CMC使水泥浆产生絮凝，且缓凝性强，现已不使用。HEC综合性能尚可，有少量应用。CMHEC在国外使用较多，但国内生产很少，未见应用报道。改性纤维素共同的缺点是水溶性差、粘度高、耐温性能差、延迟水泥强度发展。通过对纤维素进行化学接枝共聚反应，引入其它功能单体，是改善其性能缺陷的较好方法。
2．聚合物类降失水剂
合成聚合物类降失水剂品种繁多、性能优异，具有一些天然产物无法比拟的特点，因而成为各国研究人员竞相开发的重点。
1）非离子型聚合物
PVA（聚乙烯醇）体系是国内应用较广的一类非离子型降失水剂，具有独特的优点，典型产品如天津中油渤星公司的G60S。该体系使用温度可达95℃，高于此温度后，交联键被破坏，降滤失性能变差。此外，该体系抗盐（NaCl）性能差，抗盐通常不超过5%。为了改善PVA体系耐温、耐盐性能较差的缺陷，可以采用化学交联的方法对PVA进行改性，如采用醛类或酸类等缩合剂使PVA的醇基发生缩合反应以得到部分交联的PVA。化学交联的PVA单独使用，不需要硼砂等交联剂，耐温可达120℃，抗盐可达8%，滤失量可以控制在50mL以下。
2）阴离子型聚合物
阴离子型聚合物是国内外研究最为广泛、产品种类最多的一类降失水剂。其共聚单体包括非离子和阴离子单体两大类。非离子单体主要包括：AM（丙烯酰胺）、NVP（N-乙烯基吡咯烷酮）、NNDMA（N,N-二甲基丙烯酰胺）、St（苯乙烯）、VI（乙烯咪唑）、VFA（乙烯甲酰胺）、VP（乙烯吡啶）、VMAA（N-甲基-N-乙烯基乙酰胺）等。这些单体中，AM易水解，所以在共聚物中含量不可太多；NNDMA引入了不易水解基团，耐高温性能明显增强，但这种单体价格昂贵，国内尚处于小试阶段。阴离子单体主要包括两类：一类是磺酸盐单体，如AMPS（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸）、SS（苯乙烯磺酸盐）、VS（乙烯磺酸盐）、PS（丙烯磺酸盐）；另一类是羧酸盐单体，如AA（丙烯酸）、MAA（甲基丙烯酸）、HEA（羟乙基丙烯酸）、IA（衣康酸）等。AMPS耐温耐盐能力强，聚合活性高，使用日益广泛，国内已形成规模化生产。
3 环保型降失水剂
随着人们对环境保护的日益重视，国外研究人员近年来加大了对环保型降失水剂的研究开发。所谓环保型降失水剂，是指生物降解性能较好的降失水剂产品。目前开发环保型降失水剂的途径主要有：（1）开发具有降滤失功能的天然产物；（2）对现有天然产物降失水剂进行改性，拓宽其应用范围；（3）开发在强碱性环境中稳定，而在中性水介质中降解的降失水剂；（4）用可降解交联剂交联低分子量高分子以获得高分子量降失水剂；（5）对可降解合成高分子进行改性，使其具有降滤失功能；（6）开发与天然产物结构类似，微生物可使其降解的合成高分子降失水剂。
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中石化工程院创造什么国际先进技术?
答：在特殊钻井液技术上,自主研发了3.00克/立方厘米超高密度水泥浆体系,在官深1井应用密度达2.82克/立方厘米,创造了世界纪录;自主研发的耐高温降滤失剂PFL,解决了钻井液体系易高温老化、难控制失水等技术难题;自主研发的新型聚胺钻井液体系先后在塔河、玉北等工区应用了20多口井;研发了耐温150摄氏度环保型钻井液体系,...
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