2我国钻井用化学品现状及展望20100416.ppt

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1、我国钻井用化学品我国钻井用化学品现状及展望现状及展望主讲人：蒋官澄主讲人：蒋官澄 教授教授中国石油大学（北京）中国石油大学（北京）石油天然气工程学院石油天然气工程学院2010.3.15一、背景一、背景二、钻井用化学剂应用现状二、钻井用化学剂应用现状三、钻井用化学品展望三、钻井用化学品展望四、结论与认识四、结论与认识目目 录录 20032003年年以以来来，国国际际原原油油价价格格一一路路走走高高，这这将将刺刺激激原原油油的的措措施施性性开开采采，进进而而使使原原本本发发展展缓缓慢慢的的油油田田化化学学品品市市场场出出现现了了新新的的转转机机。预预计计近近5 5年年内内全全球球油油田田化化学学品

2、品市市场场将将以以5%5%左左右右的的速速度度增增加加，国国内内将将以以6%6%左左右右的的速速度度增增加加。随随着着西西部部和和南南方方海海相相地地层层的的开开发发，钻钻井井化化学学品品的的需需要要会会大大幅幅度度增增加加，预预计计增增速速将将达达到到4%4%以以上上;东东部部老老油油田田稳稳产产的的需需要要对对提提高高石石油油采采收收率率的的化化学学品品需需求求将将出出现现快快速速增增长长，可可能能达达到到5%5%以以上上;开开采采用用化化学学品品相相对对前前两两方方面面增增速速要要慢慢，但但平平均均增增幅幅预预计计也也在在2%2%以以上上，其其他他化化学学品品用用量量也也相相应应增增加加

3、。“十十一一五五”期期间间油油田田化化学学品品发发展展要要比比“十十五五”好好转转，因因此此油油田田化化学学品品研研究究和和生生产产企企业业应应抓抓住住这一有利时机开展工作。这一有利时机开展工作。国国内内近近十十年年来来针针对对油油田田实实际际，重重点点围围绕绕新新聚聚合合物物和和表表面面活活剂剂方方面面开开展展了了大大量量的的研研究究，并并取取得得了了长长足足进进步步。同同时时也也有有针针对对性性地地进进行行了了专专用用新新新新单单单单体体体体表表表表面面面面活活活活性性性性剂剂剂剂所所用用原原料料的的开开发发，并并围围绕绕新新新新处处处处理理理理剂剂剂剂研研制制开开展展了了一一些些基基础础

4、性性研研究究。目目前前油油田田化化学学品品已已基基本本满满足足了了石石油油勘勘探探开开发发的的需需要要，其其总总体体水水平平达达到到或或接接近近国国际际先先进进水水平平，有有些些产产品品甚甚至至达达到到国国际际领领先先水水平。平。下面就钻井用化学剂的开发与应用现状进行介绍下面就钻井用化学剂的开发与应用现状进行介绍。钻钻井井用用化化学学品品方方面面的的研研究究比比其其他他化化学学品品更更活活跃跃，这这与与钻钻井井在在石石油油勘勘探探开开发发中中所所处处的的地地位位和和所所面面临临的的新新问问题题有有关关，特特别别是是随随着着石石油油钻钻井井向向深深井井、超超深深井井方方向向发发展展，对对钻钻井井

5、化化学学品品提提出出了了更更高高要要求求，也也为为钻钻井井化化学学品品的的发发展展提提供供了了更更大大空间。空间。1 1、钻井液处理剂、钻井液处理剂（1 1）抗高温钻井液处理剂）抗高温钻井液处理剂 抗抗高高温温钻钻井井液液处处理理剂剂的的典典型型代代表表是是2-2-丙丙烯烯酰酰氨氨基基-2-2-甲甲基基丙丙磺磺酸酸(AMPS)(AMPS)多多元元共共聚聚物物，目目前前已已形形成成商商品品的的有有PAMSPAMS和和CPS-2000CPS-2000，这这些些产产品品在在中中原原、新新疆疆和和四四川川等等油油田田已已进进行行了了数数百百口口井井的的应应用用，应应用用结结果果表表明明：该该类类聚聚合

6、合物物具具有有较较强强的的耐耐温温抗抗盐盐、降降滤滤失失、防防塌塌及及抑抑制制地地层层造造浆浆能能力力，热稳定性及配伍性好，能协同其他处理剂提高钻井液的综合性能。热稳定性及配伍性好，能协同其他处理剂提高钻井液的综合性能。（2 2）无机）无机-有机聚合物有机聚合物 采采用用无无机机材材料料通通过过特特殊殊处处理理后后与与有有机机单单体体进进行行共共聚聚，既既保保证证了了产产物物具具有有良良好好的的抗抗温温抗抗盐盐能能力力，又又具具有有较较低低的的成成本本，目目前前系系列列产产品品已已经经推推广广，特特别别是是作作为为高高钙钙盐盐钻钻井井液液的的处处理理剂剂，使使钻钻井井液液的的质质量量有有了了较

7、较大大提提高高，目目前前已已经在新疆等地区应用。经在新疆等地区应用。（3 3）非渗透钻井液处理剂）非渗透钻井液处理剂 从从报报道道看看，在在常常规规钻钻井井液液中中添添加加非非渗渗透透处处理理剂剂，配配制制而而成成的的超超低低渗渗透透或或非非渗渗透透钻钻井井液液，解解决决了了裂裂缝缝地地层层的的井井壁壁稳稳定定、复复杂杂压压力力层层系系井井的的井井漏漏、压差卡钻和各种复杂油气田油层伤害等问题。压差卡钻和各种复杂油气田油层伤害等问题。（4 4）环保钻井液材料）环保钻井液材料 这这方方面面研研究究主主要要集集中中在在以以天天然然材材料料为为主主开开发发的的无无污污染染新新型型钻钻井井液液处处理理剂

8、剂和和聚聚甲甲基基葡葡糖糖甙甙。这这些些材材料料组组成成的的钻钻井井液液，特特别别是是聚聚甲甲基基葡葡糖糖甙甙钻钻井液，可以生物降解，且具有较好的抑制能力，有利于保护油气层。井液，可以生物降解，且具有较好的抑制能力，有利于保护油气层。（6 6）新型堵漏材料）新型堵漏材料 防防漏漏堵堵漏漏是是钻钻井井过过程程中中的的一一项项重重要要工工作作，正正是是由由于于防防漏漏堵堵漏漏的的重重要要性性，使使防防漏漏堵堵漏漏材材料料的的开开发发一一直直受受到到现现场场钻钻井井液液工工作作者者的的重重视视，并并开开展展了了大大量量的的研研究究工工作作。近近年年来来以以凝凝胶胶堵堵漏漏材材料料的的开开发发应应用用

9、最最受受关关注注，该该剂剂与与桥桥堵堵剂剂配配合合使使用用效效果果明明显显，作作为为承承压压堵堵漏漏材材料料可可以以有有效效提提高高地地层层承承压压能力。能力。（5 5）钻井液固相化学清洁剂）钻井液固相化学清洁剂 在在大大分分子子包包被被絮絮凝凝剂剂应应用用的的基基础础上上，采采用用钻钻井井液液固固相相化化学学清清洁洁剂剂可可以以有有效效控控制制钻钻井井液液中中的的低低密密度度固固相相，减减少少亚亚微微米米粒粒子子含含量量，保保证证钻钻井井液液清洁，现场效果明显，目前已经推广应用。清洁，现场效果明显，目前已经推广应用。（7 7）聚醚钻井液处理剂）聚醚钻井液处理剂 具有浊点效应的聚醚具有浊点效应

10、的聚醚(多元醇多元醇)用于钻井液见到良好的效果，已经广用于钻井液见到良好的效果，已经广泛应用。几乎所有的油田都将其作为防塌、抑制、润滑和油气层保护剂。泛应用。几乎所有的油田都将其作为防塌、抑制、润滑和油气层保护剂。目前存在问题是产品浊度不明显，有的产品没有浊度，质量不稳定，造目前存在问题是产品浊度不明显，有的产品没有浊度，质量不稳定，造成这一现象的主要问题是浊度设计以及对产品的认识不足。成这一现象的主要问题是浊度设计以及对产品的认识不足。（8 8）气体钻井配套处理剂）气体钻井配套处理剂 气气体体钻钻井井配配套套处处理理剂剂包包括括在在气气体体钻钻井井转转换换成成常常规规水水基基钻钻井井液液前前

11、有有效效维维护护井井壁壁稳稳定定的的处处理理剂剂以以及及雾雾化化剂剂、泡泡沫沫稳稳定定剂剂和和雾雾化化、泡泡沫沫钻钻井井过过程程中的井壁稳定剂等。中的井壁稳定剂等。（9 9）高含硫气田开发配套处理剂）高含硫气田开发配套处理剂 防防硫硫化化氢氢的的处处理理剂剂，防防硫硫化化物物沉沉积积的的产产品品开开始始应应用用，但但还还没没有有专专门门的产品，气井射孔暂堵剂已进行应用。的产品，气井射孔暂堵剂已进行应用。2 2、油井水泥外加剂、油井水泥外加剂 高高温温缓缓凝凝剂剂方方面面的的研研究究包包括括天天然然聚聚合合物物及及其其改改性性产产品品，以以衣衣康康酸酸和和AMPSAMPS为为原原料料研研制制开开

12、发发的的GH-9GH-9油油井井水水泥泥抗抗高高温温缓缓凝凝剂剂有有很很好好的的高高温温缓缓凝凝作作用用，与与大大多多数数的的分分散散剂剂、降降失失水水剂剂有有良良好好的的相相容容性性，经经现现场场应应用用证证明明，该该剂剂能能够够满满足足高高温温固固井井需需要要，并并适适合合在在严严寒寒条条件件下下施施工工，具具有有一一定定的的推推广应用价值。广应用价值。降滤失剂主要是降滤失剂主要是天然材料改性产物和合成聚合物类产品天然材料改性产物和合成聚合物类产品，合成聚合，合成聚合物方面主要围绕物方面主要围绕AMPSAMPS和和AMAM等单体的二元或多元共聚物研究。现已研制开等单体的二元或多元共聚物研究

13、。现已研制开发的发的AMPS/AA/AMAMPS/AA/AM三元共聚物降失水剂三元共聚物降失水剂G310G310，适用温度范围宽，抗盐可达，适用温度范围宽，抗盐可达饱和降失水效果明显，稠化时间可调且性能稳定。而随着深井、超深井饱和降失水效果明显，稠化时间可调且性能稳定。而随着深井、超深井的开发，的开发，抗高温降滤失剂研究抗高温降滤失剂研究已得到更多重视。已得到更多重视。(1)高高 温温 缓缓 凝凝 剂剂(2)降降 滤滤 失失 剂剂 国国外外在在抗抗高高温温降降滤滤失失剂剂研研究究方方面面起起步步较较早早，其其中中以以乙乙烯烯基基磺磺酸酸单单体体与与丙丙烯烯酰酰胺胺，烷烷基基丙丙烯烯酰酰胺胺和和

14、乙乙烯烯基基乙乙酰酰胺胺等等单单体体的的聚聚合合物物最最受受关关注注。德德国国BASFBASF公公司司研研发发的的PolydrillPolydrill，其其耐耐温温能能力力可可以以达达到到260260；Mil-TemMil-Tem是是ARCOARCO公公司司生生产产的的，由由磺磺化化苯苯乙乙烯烯(SS)(SS)和和马马来来酸酐酸酐(MA)(MA)共聚而成，该产品抗温可达共聚而成，该产品抗温可达229229。国国内内在在该该方方面面虽虽然然起起步步晚晚，但但经经过过十十几几年年的的快快速速发发展展，目目前前抗抗高高温温降降滤滤失失剂剂的的研研究究与与应应用用已已取取得得了了长长足足的的进进步步，

15、现现有有产产品品基基本本可可以以满满足足高高温温(200(200以以内内)钻钻井井的的需需求求。如如以以AMPSAMPS等等单单体体为为原原料料，合合成成了了新新型型抗抗高高温温多多元元聚聚合合物物降降滤滤失失剂剂JHWJHW，其其抗抗温温能能力力达达到到210210；抗抗高温保护剂高温保护剂GBHGBH在在240240温度下均具有良好的高温稳定性。温度下均具有良好的高温稳定性。最最有有效效的的防防气气窜窜剂剂是是胶胶乳乳类类，主主要要是是丁丁苯苯胶胶乳乳。如如哈哈里里伯伯顿顿公公司司的的La-rex2000La-rex2000丁丁苯苯胶胶乳乳，斯斯伦伦贝贝谢谢公公司司的的D500D500、D

16、600D600、D700D700系系列列胶胶乳乳，BJBJ公司的公司的BA-86LBA-86L胶乳等。胶乳等。在在分分散散剂剂方方面面的的研研究究主主要要有有木木质质素素磺磺酸酸盐盐衍衍生生物物、磺磺化化醛醛酮酮缩缩聚聚物物类类、水水溶溶性性密密胺胺树树脂脂、乙乙烯烯基基单单体体聚聚合合物物(如如聚聚苯苯乙乙烯烯磺磺酸酸钠钠、磺磺化化苯苯乙乙烯烯-马马来来酸酸酐酐共共聚聚物物)等等。木木质质素素磺磺酸酸盐盐衍衍生生物物、磺磺化化醛醛酮酮缩缩聚聚物物类类分分散散剂剂已已经经比比较较成成熟熟，水水溶溶性性密密胺胺树树脂脂、乙乙烯烯基基单单体体聚聚合合物物具具有有较好的效果，但目前存在的问题是成本高

17、，从而限制了其应用。较好的效果，但目前存在的问题是成本高，从而限制了其应用。防防 气气 窜窜 剂剂(3)分分 散散 剂剂(4)根根据据目目前前油油田田化化学学品品的的现现状状，结结合合近近期期的的研研究究与与应应用用情情况况，从从单单体体开开发发和和不不同同用用途途的的产产品品开开发发方方面面对对油油田田化化学学品品发发展方向进行讨论，为油田化学品的研制开发奠定基础。展方向进行讨论，为油田化学品的研制开发奠定基础。（一）单体化学品展望（一）单体化学品展望 在在单单体体方方面面目目前前已已经经工工业业化化的的产产品品2-丙丙烯烯酰酰胺胺基基-2-甲甲基基丙丙磺磺酸酸、2-丙丙烯烯酰酰胺胺氧氧-2

18、-甲甲基基丙丙磺磺酸酸，是是针针对对油油田田化化学学品品研研制制需需要要开开发发的的，目目前前已已经经成成功功用用于于抗抗温温抗抗盐盐聚聚合合物物的的生生产产，但但单单体体价价格格还还相相对对较较高高，制制约约了了共共聚聚物物的的进进一一步步推推广广，下下步步应应围围绕绕降降低低成成本本方方面面改改进进工工艺艺，提提高高产产品品的的收收率，为低成本产品的研制打下原料基础。率，为低成本产品的研制打下原料基础。已已经经小小试试或或待待开开发发的的产产品品中中，N，N-二二甲甲基基丙丙烯烯酰酰胺胺已已经经批批量量生生产产，关关键键是是如如何何进进一一步步提提高高产产品品收收率率，降降低低生生产产成成

19、本本；N-二二乙乙基基丙丙烯烯酰酰胺胺、乙乙烯烯基基甲甲基基乙乙酰酰胺胺和和异异丁丁基基丙丙烯烯酰酰胺胺已已经经完完成成小小试试，应应加快工业试验步伐。加快工业试验步伐。2-丙丙烯烯酰酰胺胺基基十十二二烷烷磺磺酸酸、2-丙丙烯烯酰酰胺胺基基十十四四烷烷磺磺酸酸和和2-丙丙烯烯酰酰胺胺基基十十六六烷烷磺磺酸酸作作为为两两亲亲单单体体，可可以以用用作作乳乳液液聚聚合合的的内内乳乳化化剂剂，三三种种单单体体中中2丙丙烯烯酰酰胺胺基基十十四四烷烷磺磺酸酸已已经经完完成成工工业业试试验验，应应加加快快其其聚合物的开发速度聚合物的开发速度。甲甲基基丙丙烯烯酸酸二二甲甲胺胺基基乙乙酯酯、丙丙烯烯酸酸二二甲甲

20、胺胺基基乙乙酯酯和和甲甲基基丙丙烯烯酰酰氧氧乙乙基基三三甲甲基基氯氯化化胺胺等等阳阳离离子子单单体体，聚聚合合活活性性高高，纯纯度度高高，可可以以得得到到高高相相对对分分子子质质量量产产物物，具具有有良良好好的的应应用用前前景景。目目前前尽尽管管已已经经有有工工业业品品出出现现，但但售售价价高高，今今后后的的方方向向是是提提高高产产品品的的收收率率，简简化化生产工艺，降低生产成本，扩大生产规模。生产工艺，降低生产成本，扩大生产规模。1 1、钻井液处理剂发展缓慢的原因、钻井液处理剂发展缓慢的原因、钻井液处理剂发展缓慢的原因、钻井液处理剂发展缓慢的原因 一一是是没没有有更更好好的的可可供供用用于于

21、处处理理剂剂生生产产的的原原料料。二二是是被被利利益益驱驱动动，一一些些企企业业仅仅仅仅围围绕绕企企业业标标准准做做文文章章，目目标标放放在在降降低低成成本本上上，选选用用的的是是一一些些廉廉价价的的所所谓谓“副副料料”，虽虽然然按按产产品品企企业业标标准准检检验验可可保保证证产产品品质质量量合合格格，但但现现场场应应用用效效果果并并不不显显著著，因因为为产产品品中中有有效效成成分分很很少少，这这样样只只会会增增加加现现场场应应用用的的麻麻烦烦。三三是是没没有有通通用用的的标标准准，而企业标准自身的指标往往很低。而企业标准自身的指标往往很低。（二）钻井用化学品展望（二）钻井用化学品展望 可可见

22、见，要要想想使使钻钻井井液液上上水水平平，使使处处理理剂剂的的发发展展上上台台阶阶，应应首首先先从从新新原原料料开开发发人人手手，研研究究专专用用的的原原料料单单体体，利利用用分分子子设设计计原原理理，开发高效的和高纯度的产品开发高效的和高纯度的产品。天天然然材材料料改改性性方方面面应应加加强强木木质质素素、褐褐煤煤、栲栲胶胶、纤纤维维素素、淀淀粉粉类类材材料料的应用，重点是这些天然材料的分子修饰的应用，重点是这些天然材料的分子修饰。为为了了满满足足深深井井钻钻探探的的需需要要，开开展展抗抗温温240以以上上的的泥泥浆浆处处理理剂剂研研究究，围绕围绕AMPS和和DMAM等单体的共聚物及磺化酚醛

23、树脂的改性等单体的共聚物及磺化酚醛树脂的改性。开展保护油气层专用处理剂研究，以最大限度的保护油气层。开展保护油气层专用处理剂研究，以最大限度的保护油气层。进行低成本合成基泥浆材料的研究，使合成基泥浆得到广泛应用进行低成本合成基泥浆材料的研究，使合成基泥浆得到广泛应用;针对高含硫地区的情况，研制防硫化氢处理剂针对高含硫地区的情况，研制防硫化氢处理剂。开发可降解产品，为环保钻井液打基础开发可降解产品，为环保钻井液打基础;aebcdf2 2、钻井用化学品的发展趋势、钻井用化学品的发展趋势、钻井用化学品的发展趋势、钻井用化学品的发展趋势研制高效低毒的无荧光润滑剂、起泡剂和消泡剂等专用的表面活性剂。研制

24、高效低毒的无荧光润滑剂、起泡剂和消泡剂等专用的表面活性剂。超高密度泥浆处理剂方面重点是研制分散剂和润滑剂超高密度泥浆处理剂方面重点是研制分散剂和润滑剂。适于油基泥浆且价格较低的乳化剂和润湿剂适于油基泥浆且价格较低的乳化剂和润湿剂。开开发发固固井井防防气气窜窜剂剂，改改善善两两界界面面胶胶结结强强度度的的外外加加剂剂，高高含含硫硫化化氢氢地地层层固井外加剂固井外加剂(包括防腐剂包括防腐剂)。以木质素磺酸盐为基础进行分子修饰制备分散剂和缓凝以木质素磺酸盐为基础进行分子修饰制备分散剂和缓凝 剂剂。合成聚合物高温缓凝剂的开发合成聚合物高温缓凝剂的开发(AMPS聚合物聚合物)。开发有利于减少水泥浆析水的

25、合成聚合物降滤失剂。开发有利于减少水泥浆析水的合成聚合物降滤失剂。高效的消泡剂的研制。高效的消泡剂的研制。ghijklnm 1、油田化学领域存在的问题、油田化学领域存在的问题 u具有特殊性能的原创专用产品、高效环保型产品少。除聚丙烯酰具有特殊性能的原创专用产品、高效环保型产品少。除聚丙烯酰胺、破乳剂等产品外，其他类型的油田化学品生产厂家多，生产规胺、破乳剂等产品外，其他类型的油田化学品生产厂家多，生产规模小，并且有相当一部分企业缺乏技术支撑。模小，并且有相当一部分企业缺乏技术支撑。u在油田化学品方面还没有形成研究、开发和应用的良性循环，许在油田化学品方面还没有形成研究、开发和应用的良性循环，许

26、多产品局限在低水平的重复研究上，特别是在分子设计的针对性和多产品局限在低水平的重复研究上，特别是在分子设计的针对性和处理剂作用机理方面开展的工作还比较少。处理剂作用机理方面开展的工作还比较少。u过于注重商业利益，热衷于新名词的炒作，新代号多，模糊概念过于注重商业利益，热衷于新名词的炒作，新代号多，模糊概念的产品多，真正的新产品很少，同时由于产品定价不合理，导致复的产品多，真正的新产品很少，同时由于产品定价不合理，导致复配产品多，产品质量明显下滑。配产品多，产品质量明显下滑。2、针对现状应开展的工作方向、针对现状应开展的工作方向 u深化天然材料改性产物的开发，拓宽其应用范围深化天然材料改性产物的

27、开发，拓宽其应用范围 。u开开发发在在强强碱碱性性环环境境中中稳稳定定，而而在在中中性性或或弱弱酸酸性性条条件件下下容易降解的产品容易降解的产品 。u通通过过高高分分子子化化学学反反应应提提高高低低相相对对分分子子质质量量聚聚合合物物的的相相对对分分子子质质量量，通通过过分分子子修修饰饰提提高高已已有有聚聚合合物物产产品品的的综综合合性能性能 。u对对可可降降解解合合成成聚聚合合物物进进行行改改性性，使使其其具具有有需需要要的的功功能能 。u开开发发具具有有天天然然产产物物结结构构，可可微微生生物物降降解解的的合合成成高高分分子子，同同时时强强化化基基础础研研究究和和新新原原料料的的开开发发，为为处处理理剂剂的的研研究究提提供供理理论论和和原原料料支支撑撑，研研究究具具有有特特殊殊性性能能的的新新型型油油田田化化学学品。品。蒋官澄蒋官澄E-mailE-mail：TelTel：1501002528615010025286