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油基钻井液发展概述
朱春光
（长城钻探工程技术研究院钻井液研究所）
摘要：介绍了油基钻井液发展历程，经由原油、柴油全油基、柴油油包水、低胶质油包水、低毒油包水、白油全油基的发展历程，对油基钻井液研究现状做了分析，并对市场需求做了分析，表明全油基钻井液市场前景广阔。 关键词：油基钻井液 发展概述 研究现状
1 前言
“利用钻井手段提高储量动用程度”已在石油界达成共识，随着勘探开发力度的加大，开发难度也将越来越大，新的钻井技术将被应用到以后的开发进程中。
油基钻井液具有强抑制性、强耐温性、抗污能力好、保护油气层、润滑性能好、抗腐蚀性强等显著优点，经由原油、柴油全油基、柴油油包水、低胶质油包水、低毒油包水、白油全油基的发展历程，是目前钻深井、大斜度井、水平井和各种复杂地层的主要手段。
2 油基钻井液发展历程
早在20世纪20年代，人们就曾使用原油作为钻井液，以避免和减少钻井中各种复杂情况的发生。在当时起到了防塌、防卡和保护油气层的作用，但也存在着切力小、难以悬浮重晶石、滤失量大、流变性不易控制以及原油中易挥发组分易着火等缺点，仅用于1000米以内浅井。
1939年出现了全油基钻井液，以柴油、沥青、乳化剂及少量水(10%以内)为主要成分，该钻井液体系具有油基钻井液的各种优点，可抗200～250℃高温，但配制成本高，较易着火，钻速较低。
20世纪50年代出现了油包水乳化钻井液，以柴油、乳化剂、润湿剂、亲油胶体、乳化水(10～60%)等为主要处理剂，可通过水相活度控制以利于井壁稳定，与全油基钻井液相比不易着火，配制成本有所降低，抗温可达200～230℃。
为了提高钻速，从20世纪70年代中期开始，较广泛地使用了低胶质油包水乳化钻井液。该体系以柴油、乳化剂、润湿剂、少量亲油胶体、乳化水(15%左右)等为主要处理剂，可明显提高钻速，降低钻井总成本；但由于放宽滤失量，对某些松散易塌地层不适合，对储层的损害较大。
为保护环境，适应海洋钻探的需要，从80年代初开始，又逐步推广使用了以矿物油作
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为基油的低毒油包水乳化钻井液。该体系具有油基钻井液的各种优点，同时可有效地防止对环境的污染。其主要处理剂为矿物油、乳化剂、润湿剂、亲油胶体、乳化水(10～60%)。
由于环保要求越来越严格，尤其海上钻井作业排放物毒性限制更加严格，过去通常使用的以柴油为基油的油基钻井液不能满足环境保护部门提出的毒性指标要求，所以近年来发展了低毒和无毒油基钻井液以满足生态环境方面的要求。白油芳香烃含量低，生物毒性小，精制白油可用于化妆品和食品，毒性分级为低毒，因此，白油适合作为环保型油基钻井液基液。
近l0年来，油基钻井液和水基钻井液一样有了长足的进步，如麦克巴等国外钻井液公司在以白油为基液的新型环保油基钻井液的研制取得较大进展，并且形成了系列配套处理剂，得以广泛应用。国内对新型环保油基钻井液的研究也给予高度关注，如中石油钻井院、湖北汉科新技术股份有限公司、中国石油大学、西南石油大学、北京化工大学都分别就油基钻井液体系及处理剂的研制，做了大量研究工作，形成了一定的工业生产能力。
3 研究现状
目前，国内全油基钻井液尚处于研究、试验、完善阶段，白油全油基钻井液技术的研究在国内刚刚起步，国内一些油田进行了白油基钻井液现场试验，如大庆油田利用麦克巴的技术，在古龙1井四开井段（4495～6300m）使用了白油油包水钻井液；冀东油田在南堡11-E4-斜508井三开井段使用了白油油包水钻井液。
长城钻探公司经大量的试验研究，初步形成了白油全油基钻井液技术，形成了两套全油基钻井液配方[1] [2]，其基本性能见表1：
（1）密度在0.87～2.0 g/cm3，抗温能力为150℃的全油基钻井液，配方为：白油+3%有机土+0.8%增粘剂+2%降滤失剂+1%润湿剂+0.5%结构剂+0.5ê0+3%超细碳酸钙+重晶石；
（2）密度在0.87～2.0 g/cm3，抗温能力为200℃的全油基钻井液，配方为：白油+3%有机土+2.5%增粘剂+4%降滤失剂+0.5%降滤失剂+2%润湿剂+1%结构剂+0.5êO +3%超细碳酸钙+重晶石。
表1 全油基钻井液性能
AV mPa.s 46 配方1 96 配方2 42 74 32 22 10 12 5 9 4 3.4 2 9 14 2.1 0.87 150℃/16h 200℃ /16h PV mPa.s 35 YP Pa 11 Φ6 7.5 Φ3 7 FLAPI ml 3.6 FLHTHP 密度 ml g/cm3 8.8 0.87 试验条件 150℃/16h 2
106．5 89 17．5 17 15 3．6 13 2.0 200℃ /16h 2009年底在辽河油田沈307井3709～4146m井段进行了现场试验，首次使用，取得了成功。应用效果充分显示出了油基钻井液的性能特征，表现出了高温稳定性好、优良的润滑减阻效果和提高切削效率的特点，钻井机械钻速增加明显，对泥页岩地层的垮塌起到了很强的抑制作用。并对其配制工艺、维护与处理技术探索出了一套成功的经验，这填补了国内白油全油基钻井液空白，对于今后中石油海外业务的拓展和国内复杂深井的顺利钻进具有重要的指导意义。
虽然油基钻井液有保持井壁稳定、提高润滑性和储层保护等优点，但其成本约是普通水基钻井液的5～7倍，同时由它带来的污染问题也越来越受到重视，对废弃油基钻井液进行回收再利用不失为一种行之有效的解决办法。目前国内并没有大面积推广油基钻井液，对其回收再利用方面的设备和设施都没有形成规模[3]；钻井液废弃物处理目前仍是世界级的技术难题，对于油基钻井液废弃物，各油田基本采用集中贮存、陈化方式处理，处理周期长、效率低、安全隐患较大。因此，油基钻井液回收再利用及废弃物的无害化处理还有许多工作要做，应形成一套适合于油基钻井液的环保性能评价标准。
4 国内外市场需求
据统计，2006年全球钻井液服务市场规模达到75.71亿美元。其中，钻井液与完井液61.99亿美元，占81.87％，固控服务和废弃物处理13.72亿美元，占18.12%。油基钻井液体系在国外应用较为普遍，市场规模大，占钻井液市场份额的26%。长城钻探公司目前服务的委内瑞拉地区油基钻井液比例已达60%，墨西哥、阿尔及利亚地区油基钻井液比例已达70%，叙利亚、巴基斯坦、伊朗等地区也有需求。
就国内而言，在山前构造、高密度深井以及浅海大位移水平井的钻井过程中仍存在着一些水基钻井液难以解决的问题。根据国外油基钻井液的研究应用成果，全油基钻井液能够解决这些难题，如油基钻井液用于这类地层，钻井过程中的复杂情况将会减少，钻井速度将会提高，钻井综合成本将会降低。
虽然目前国内全油基钻井液尚未大面积推广，但是随着我国对全油基钻井液技术的逐步掌握，全油基钻井液技术的不断提高，今后中国石油勘探开发向深井、超深井等复杂地质构造的展开，全油基钻井液的需求将会越来越多，全油基钻井液市场规模将会越来越大。
5 结论
（1）随着进一步勘探开发，深井、大斜度井、大位移水平井、复杂地层井等复杂井会越来越多，油基钻井液将是解决这些复杂问题的主要手段。
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（2）随着环保理念的进一步深入，环保型钻井液将是钻井液发展的方向，低毒和无毒油基钻井液会更加受到重视；同时其回收再利用、废弃物的无害化处理等技术仍需进一步研究。
（3）油基钻井液在国外应用较为普遍，国内尚处于研究、试验阶段，虽然油基钻井液成本较高，但由于能解决水基钻井液难以解决的难题，复杂情况将会减少，钻井速度将会提高，钻井综合成本将会降低，其应用前景广阔。
参考文献
[1]柳颖,李建成等. 全油基钻井液技术研究与现场应用.2010年度钻井技术研讨会暨第十届石油钻井院（所）长会议论文集,2010
[2]王丽君,景烨琪. 全油基钻井液的室内研究. 长城钻探工程技术研究院第一届青年科技论文报告会，2010
[3]张炜,刘振东等.油基钻井液的推广及循环利用.石油钻探技术，2008，36（6）：34-38 [4]戎克生,李建国等. 油基钻井液研究及现场应用. 江汉石油学院学报，2010，32（3）：303-305
作者简介：朱春光，助理工程师，1984年生，2007年毕业于西南石油大学，本科，主要从事钻井液设计、研究与应用工作。
电话0427-7825545/13700079453； 邮编124010；
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地址：辽宁省盘锦市长城钻探工程院钻井液所；
Oil-based Drilling Fluid Development
Summary
ZHU Chunguang
(Drilling Fluid Research Institute Of GWDC Engineering Research
Institute)
Abstract: This paper describes the development of oil-based drilling fluid , It has experienced a crude oil , water-free oil-based (diesel oil) , water in oil
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