Page 103 - 《精细化工》2020年第11期
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第 11 期 潘 一，等: 智能钻井液的化学体系及辅助系统研究进展 ·2249·
钻井液 pH 的准确控制。 AMIN 等 [25] 探究了智能聚合物改性碳纳米管对
智能 pH 调节钻井液作为智能钻井液的成员之 钻井液滤失性的影响，通过酸处理和聚合物包裹（包
一，在实现钻井液智能化的道路上发挥着不可或缺 被氧化多壁碳纳米管，POCNT）方法合成了一种表
的作用，当前智能 pH 调节虽然效果明显，作用突 面改性碳纳米管的复合物作为钻井液处理剂。研究
出，但是主要方法是配制缓冲溶液或针对性添加试 表明，该处理剂能有效地降低泥饼的渗透性和纳米
剂，缺乏通用性钻井液 pH 调节配方，配伍性不足。 流体的过滤量，与常规基液相比降滤失性能提高了
因此，可在这方面加强研究。 82%。其智能降滤失原理为：改性碳纳米管形成泥
1.3 智能化钻井液降滤失剂 饼的“加筋”结构和“柔性钉”覆盖（如图 1）。氧
降滤失剂作为钻井液众多添加剂的一员，是维 化的碳纳米管聚乙二醇化，纳米粒子、水和聚乙二
持钻井液正常运行、降低钻井液向地层渗入、维护 醇分子之间的氢键，以及通过黏土层的聚乙二醇穿
井壁稳固的重要手段。因此，在实现钻井液智能化 透形成网络，使钻井工作液成为一种高溶胀性的泥
的道路上，降滤失剂的研发是不可缺少的。 浆，从而改善了钻井液的滤失性。
图 1 智能聚合物改性碳纳米管原理图
Fig. 1 Schematic diagram of smart polymer modified carbon nanotubes
韩子轩等 [26] 研发出利用二椰油基仲胺、有机硅 由此可见，引入智能聚合物是当前智能降滤失
等原料对腐植酸进行改性处理的智能降滤失剂 剂研发的主要方法，引入智能聚合物可使降滤失剂
FRA-1（合成路线如下所示。其中，HBTU 为苯并 具有对外界刺激响应的能力（如温度响应），以应对
三氮唑-N,N,N′,N′-四甲基脲六氟 酸盐），并配制了 环境变化引起的钻井液滤失量变动，同时还可增强
相关的智能合成基钻井液。实验表明，该钻井液随着 降滤失剂性能。但就目前发展状况来看，智能化降
温度的改变可在 150~180 ℃范围内将钻井液滤失量 滤失剂响应能力较弱，仍需要继续研究。
稳定在 5.6~12.0 mL，远小于 40 mL [27] ，符合钻井需求。 1.4 智能化钻井液页岩抑制剂
当前，国内外对高水平页岩钻井液新技术已经
进行了研究，部分钻井液在现场已有应用 [28] ，主要
用来抑制页岩中黏土矿物的水化膨胀以及分解作
用，是防止发生井塌现象的一种处理剂。而页岩抑
制剂智能化的研究虽然起步较晚，但初有成效。例
如，探究引入智能聚合物对钻井液抑制性能的影响、
页岩抑制剂的抑制性能优化、附属性能增加等方面
取得了初步的进展，同时也为钻井液智能化提供了
新的思路。
DONG 等 [29] 探究了智能聚合物对页岩膨胀的影
响，用 N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）单体对膨润土
进行改性，以引发剂过硫酸钾(KPS)和低黏度聚阴离
