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[摘 要]本文通过叙述水基泥浆、油基泥浆及合成基泥浆这三大类泥浆材料具体成分、分类和性能，通过应用现状，分析了泥浆材料的发展趋势。
[关键词]泥浆；材料；水基；油基；合成基
中图分类号：P634.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0253-01
目前， 泥浆材料主要有3 大类包括油基泥浆（OBM）、水基泥浆（WBM）、和合成基泥浆（SBM）。以今后的发展趋势看， 在今后很长一段时间内，此三类泥浆材料仍占主导地位。新型泥浆材料的发展方向是提高钻探效率且提高本身环保性能。
1.水基泥浆材料目前最常用的泥浆材料
美国石油钻探环境保护局统计，90%以上施工使用此泥浆材料。水基泥浆典型的特点就是泥浆与钻屑不会造成污染，环保性能好，操作工艺简单、成本低。所以水基泥浆使用率很高。
1.1水基泥浆现状
1.1.1粘土
制作水基泥浆的主体材料粘土，也称为膨润土，其优劣对泥浆质量其决定性作用。根据使用的化学元素不同分为钠膨润土和钙膨润土两种。国外一直以钠膨润土为主，也是多年来的主导方向，施行API标准和 OCMA标准。我国钻探初期使用钙膨润土，直至1985年研制成功钙土钠化，并达到 API 标准，而大力推广，现在我国的钻井施工中钠膨润土在已普遍应用。
1.1.2化学处理剂
化学处理剂决定泥浆最后的使用状态，其使用直接决定了水基泥浆性能的优劣，我国研发的处理剂已向世界看齐，现在应用的处理剂主要有以下几类。（1）聚合物类。聚合物类处理剂作为水基泥浆的主要成分，是泥浆材料重要组成部分。国外将聚合物处理剂分为三类， 为高粘、中粘和低粘。而国内品种较多 ，如的聚丙烯酰胺系列， 乙烯基多元共聚物 PAC 系列，两性离子系列等，都是根据不同的应用场合而开发研制的，具有很强的针对性。（2）沥青类。以沥青粉、磺化沥青及改性沥青为主要原料。国外市场大部分应用磺化沥青， 并要求磺化沥青对水的溶解度交割，要达到 90 %或更高。我们则要求提升抑制与封堵效能，最近成功地研制了一批性能优异的试剂，包括多功能广谱护壁剂、低软化点沥青防塌剂、KAHM 、KPC、低荧光沥青类防塌剂等，在实际施工中获得良好的应用效果。（3）树脂类。包括磺化酚醛树脂、褐煤树脂等。（4）腐植酸类 。包括腐植酸钾类、高价盐及有机硅化合物。（5）天然化合物类。包括淀粉类、纤维素类、植物胶类。（6）无机盐类。包括碳 、氮化钙、石膏、氯化钠 、硫酸锰、氯化钾、磷酸钾、硅酸钾、醋酸钾、硫酸钠。（7）醇类 。包括聚酯类、多元醇等新品。（8）根据其功能的不同可分为堵漏剂、润滑剂、发泡剂、消泡剂等，在钻探工程中起到不同的作用，根据具体情况实际应用。
1.2水基泥浆材料的发展趋势
由水基泥浆技术发展方向决定了水基泥浆材料的发展。水基泥浆技术的发展主要是解决四个问题。泥浆材料的发展趋势也围绕这方面进行。
1.2.1提高水基泥浆稳定能力
井壁坚固、稳定是泥浆技术发展的唯一主题。研制新型的抑制型稀释剂、抑制型包被降失水剂、抑制型防塌剂是未来的发展方向。主要有 3 种方式 ：
（1）通过分子结构和分子量的设计 ，提高聚合物的包被抑制能力 。（2）阳离子或正电荷附着处理剂分子， 提升抑制泥页岩水化能力 。（3） 在一定温度和压力作用下处理剂颗粒膨胀或软化， 填入逢隙或附着在井壁，形成硬化层，使井壁稳定。
1.2.2 提高水基泥浆抗高温能力
提高采收率，探采深部石油是今后的关键性技术。所以抗高温材料的开发是一个重要技术领域。研发抗温能力达 200 ～ 250 ℃的高效降防塌剂、失水剂、润滑剂、稀释剂等 。
1.2.3大幅度减轻对储层的损伤
随着深层油气的开采，油气勘探难度加大 。因此，减少损失，提高油气采收率受到关注。作业中减少泥浆对储层的损害是目前的关键性问题。可以对储层起保护作用的新型材料必须尽快开发。比较安全环保的全溶解技术和生物降解技术在此应用空间较大。
1.2.4 HSE对水基泥浆的要求
随现代化科技发展，人类对环境保护的意识逐渐强化，避免水基泥浆造成的地下污染是时代发展的必然要求。使用无污染材料在水基泥浆的应用也逐渐广泛。目前纤维素、淀粉类天然材料的应用已经逐渐开发，为环保型水基泥浆的研发起到了关键作用。
2.油基泥浆材料
油基泥浆相对水基泥浆热稳定性好、润滑性好 、抑制性强，适合高温以及水化页岩地层、大斜度井、水平井使用。此情况下水基泥浆无法完成作业时通常使用油基泥浆。但油基泥浆环保性差，需要回收处理，施工成本大大增加，所以用量较低，目前只能在一些不可替代的特定条件下使用。
3.合成基泥浆材料
合成基泥漿也称之为惰性及非水质泥浆或“假油基” 是一种新型材料。具有有机泥浆的热稳定性好、润滑性好 、抑制性强的特点且无毒可降解。无论与水基泥浆还是油基泥浆相比都具有非常突出的特点，但其价格大大超出水基泥浆和油基泥浆，所以只能在大位移、大斜度和水平井等施工中代替部分油基泥浆以及小部分海上施工使用。
合成基泥浆的基液是一种完全不溶于水的有机化合物 。合成基液有以下几种产品 。（1）脂 。这是始用于合成基泥浆的原材料，由醇和棕榈油发生酸化反应获得 。（2） 聚 α-烯烃（PAO）。（3）醚 。（4） 线性 α-烯烃（LAO）。（5）直链烷基苯 。（6）异构烯烃（IO）。IO是最新型产品，性质与烯烃（PAO）类似，直链结构， 无支链。合成基泥浆技术还在不停发展，正继续向环保性能好、毒性低、价格便宜的方向发展，合成基泥浆的应用前景十分可观。
4.总结
水基泥浆具有操作简单、成本低、环保性好、品种多、技术成熟的优点，可是其热稳定性、润滑性、抑制性相对较弱，虽然是当前的主流，但在在某些领域还无法实施应用。油基泥浆有相对较高的热稳定性、润滑性、抑制性，但其环保型较差，施工后要进行回收处理，这就使成本大幅增加，所以只能用于水基泥浆不能完成的斜油井、水平油井、水化页岩地层。合成基泥浆与水基泥浆比较具有较高的热稳定性、润滑性、抑制性，与油基泥浆比较具有无毒害、可分解的优势，但制造成本要高出前者几倍之多，目前正在进一步研究开发，若能降低成本，进一步提高使用性能，将是理想的钻探泥浆材料。
[关键词]泥浆；材料；水基；油基；合成基
中图分类号：P634.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）37-0253-01
目前， 泥浆材料主要有3 大类包括油基泥浆（OBM）、水基泥浆（WBM）、和合成基泥浆（SBM）。以今后的发展趋势看， 在今后很长一段时间内，此三类泥浆材料仍占主导地位。新型泥浆材料的发展方向是提高钻探效率且提高本身环保性能。
1.水基泥浆材料目前最常用的泥浆材料
美国石油钻探环境保护局统计，90%以上施工使用此泥浆材料。水基泥浆典型的特点就是泥浆与钻屑不会造成污染，环保性能好，操作工艺简单、成本低。所以水基泥浆使用率很高。
1.1水基泥浆现状
1.1.1粘土
制作水基泥浆的主体材料粘土，也称为膨润土，其优劣对泥浆质量其决定性作用。根据使用的化学元素不同分为钠膨润土和钙膨润土两种。国外一直以钠膨润土为主，也是多年来的主导方向，施行API标准和 OCMA标准。我国钻探初期使用钙膨润土，直至1985年研制成功钙土钠化，并达到 API 标准，而大力推广，现在我国的钻井施工中钠膨润土在已普遍应用。
1.1.2化学处理剂
化学处理剂决定泥浆最后的使用状态，其使用直接决定了水基泥浆性能的优劣，我国研发的处理剂已向世界看齐，现在应用的处理剂主要有以下几类。（1）聚合物类。聚合物类处理剂作为水基泥浆的主要成分，是泥浆材料重要组成部分。国外将聚合物处理剂分为三类， 为高粘、中粘和低粘。而国内品种较多 ，如的聚丙烯酰胺系列， 乙烯基多元共聚物 PAC 系列，两性离子系列等，都是根据不同的应用场合而开发研制的，具有很强的针对性。（2）沥青类。以沥青粉、磺化沥青及改性沥青为主要原料。国外市场大部分应用磺化沥青， 并要求磺化沥青对水的溶解度交割，要达到 90 %或更高。我们则要求提升抑制与封堵效能，最近成功地研制了一批性能优异的试剂，包括多功能广谱护壁剂、低软化点沥青防塌剂、KAHM 、KPC、低荧光沥青类防塌剂等，在实际施工中获得良好的应用效果。（3）树脂类。包括磺化酚醛树脂、褐煤树脂等。（4）腐植酸类 。包括腐植酸钾类、高价盐及有机硅化合物。（5）天然化合物类。包括淀粉类、纤维素类、植物胶类。（6）无机盐类。包括碳 、氮化钙、石膏、氯化钠 、硫酸锰、氯化钾、磷酸钾、硅酸钾、醋酸钾、硫酸钠。（7）醇类 。包括聚酯类、多元醇等新品。（8）根据其功能的不同可分为堵漏剂、润滑剂、发泡剂、消泡剂等，在钻探工程中起到不同的作用，根据具体情况实际应用。
1.2水基泥浆材料的发展趋势
由水基泥浆技术发展方向决定了水基泥浆材料的发展。水基泥浆技术的发展主要是解决四个问题。泥浆材料的发展趋势也围绕这方面进行。
1.2.1提高水基泥浆稳定能力
井壁坚固、稳定是泥浆技术发展的唯一主题。研制新型的抑制型稀释剂、抑制型包被降失水剂、抑制型防塌剂是未来的发展方向。主要有 3 种方式 ：
（1）通过分子结构和分子量的设计 ，提高聚合物的包被抑制能力 。（2）阳离子或正电荷附着处理剂分子， 提升抑制泥页岩水化能力 。（3） 在一定温度和压力作用下处理剂颗粒膨胀或软化， 填入逢隙或附着在井壁，形成硬化层，使井壁稳定。
1.2.2 提高水基泥浆抗高温能力
提高采收率，探采深部石油是今后的关键性技术。所以抗高温材料的开发是一个重要技术领域。研发抗温能力达 200 ～ 250 ℃的高效降防塌剂、失水剂、润滑剂、稀释剂等 。
1.2.3大幅度减轻对储层的损伤
随着深层油气的开采，油气勘探难度加大 。因此，减少损失，提高油气采收率受到关注。作业中减少泥浆对储层的损害是目前的关键性问题。可以对储层起保护作用的新型材料必须尽快开发。比较安全环保的全溶解技术和生物降解技术在此应用空间较大。
1.2.4 HSE对水基泥浆的要求
随现代化科技发展，人类对环境保护的意识逐渐强化，避免水基泥浆造成的地下污染是时代发展的必然要求。使用无污染材料在水基泥浆的应用也逐渐广泛。目前纤维素、淀粉类天然材料的应用已经逐渐开发，为环保型水基泥浆的研发起到了关键作用。
2.油基泥浆材料
油基泥浆相对水基泥浆热稳定性好、润滑性好 、抑制性强，适合高温以及水化页岩地层、大斜度井、水平井使用。此情况下水基泥浆无法完成作业时通常使用油基泥浆。但油基泥浆环保性差，需要回收处理，施工成本大大增加，所以用量较低，目前只能在一些不可替代的特定条件下使用。
3.合成基泥浆材料
合成基泥漿也称之为惰性及非水质泥浆或“假油基” 是一种新型材料。具有有机泥浆的热稳定性好、润滑性好 、抑制性强的特点且无毒可降解。无论与水基泥浆还是油基泥浆相比都具有非常突出的特点，但其价格大大超出水基泥浆和油基泥浆，所以只能在大位移、大斜度和水平井等施工中代替部分油基泥浆以及小部分海上施工使用。
合成基泥浆的基液是一种完全不溶于水的有机化合物 。合成基液有以下几种产品 。（1）脂 。这是始用于合成基泥浆的原材料，由醇和棕榈油发生酸化反应获得 。（2） 聚 α-烯烃（PAO）。（3）醚 。（4） 线性 α-烯烃（LAO）。（5）直链烷基苯 。（6）异构烯烃（IO）。IO是最新型产品，性质与烯烃（PAO）类似，直链结构， 无支链。合成基泥浆技术还在不停发展，正继续向环保性能好、毒性低、价格便宜的方向发展，合成基泥浆的应用前景十分可观。
4.总结
水基泥浆具有操作简单、成本低、环保性好、品种多、技术成熟的优点，可是其热稳定性、润滑性、抑制性相对较弱，虽然是当前的主流，但在在某些领域还无法实施应用。油基泥浆有相对较高的热稳定性、润滑性、抑制性，但其环保型较差，施工后要进行回收处理，这就使成本大幅增加，所以只能用于水基泥浆不能完成的斜油井、水平油井、水化页岩地层。合成基泥浆与水基泥浆比较具有较高的热稳定性、润滑性、抑制性，与油基泥浆比较具有无毒害、可分解的优势，但制造成本要高出前者几倍之多，目前正在进一步研究开发，若能降低成本，进一步提高使用性能，将是理想的钻探泥浆材料。