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第一章 绪论1

第一节 钻井液及处理剂基本知识1

一、钻井液处理剂的概念1

二、钻井液处理剂分类1

三、钻井液处理剂的作用2

四、钻井液处理剂剂型介绍2

五、钻井液的功能及其分类7

六、钻井液在钻井工程中的重要性9

第二节 高分子基本知识10

一、常用术语10

二、聚合物反应与分子结构基本概念13

三、高分子的溶液性质15

第三节 油田化学品基本知识15

一、油田化学品的概念15

二、油田化学品分类16

三、钻井液处理剂在油田化学品中的地位18

第四节 掌握钻井液和处理剂技术的重要性18

一、有利于提高钻井液处理的针对性18

二、有利于提高对处理剂的认识19

三、有利于促进钻井液体系的健康发展19

四、有利于规范钻井液体系20

五、有利于提高钻井液技术管理水平20

第五节 研究钻井液处理剂的要求21

一、基本要求21

二、从本质上认识处理剂22

三、把握处理剂发展动态22

四、多元化思路认识处理剂22

五、明确不同人员的关注目标23

参考文献24

第二章 钻井液及处理剂现状与发展方向25

第一节 国内外钻井液技术现状26

一、抗高温水基钻井液26

二、欠平衡钻井液27

三、无黏土相盐水钻井液28

四、环保钻井液29

五、防塌钻井液31

六、油基钻井液33

七、超高密度钻井液34

八、钻井液固相控制35

九、新型堵漏材料35

十、钻井液无害化处理35

第二节 国内钻井液处理剂现状分析35

一、处理剂发展回顾36

二、对处理剂作用机理的思考37

三、制约处理剂发展的因素38

第三节 国内钻井液发展分析40

一、起步阶段41

二、发展阶段41

三、完善阶段43

四、提高阶段45

五、存在的问题47

第四节 钻井液及处理剂发展方向48

一、处理剂合成用单体48

二、钻井液处理剂49

三、钻井液52

参考文献55

第三章 钻井液及处理剂性能的探讨57

第一节 钻井液处理剂结构与性能的关系57

一、高分子处理剂作用基团及影响因素57

二、处理剂分子链刚性对其性能的影响60

三、相对分子质量及其分布对处理剂性能的影响62

四、高分子处理剂解吸分析62

第二节 对钻井液处理剂的认识63

一、处理剂及钻井液性能的可变性63

二、处理剂结构对应用性能的影响65

三、高分子处理剂降解与交联66

四、减少处理剂种类、规范标准有利于提高处理剂质量70

五、复合和复配型处理剂的优与劣71

六、钻井液处理剂功能分析71

七、钻井液处理剂选用原则73

第三节 对钻井液的认识77

一、提高对钻井液设计与维护处理的认识77

二、强化钻井液的抑制性，保证钻井液的清洁78

三、“预防＋巩固”的井壁稳定思路79

四、客观认识处理剂和钻井液的作用79

五、重视完井阶段的钻井液工作79

六、重视油基钻井液技术的发展80

七、钻井液及处理剂回归与创新80

八、准确理解泥浆、钻井液和钻井流体81

九、充分认识环境保护的重要性81

第四节 对规范钻井液处理剂及钻井液体系的认识81

一、主要处理剂构成分析82

二、钻井液处理剂的规范85

三、钻井液体系的规范92

参考文献95

第四章 钻井液用聚合物处理剂设计96

第一节 处理剂设计的基本要求与基础96

一、基本要求96

二、处理剂设计的基础99

三、处理剂分子设计的概念100

第二节 重要的化学反应100

一、聚合物链的控制聚合方法——活性与可控聚合100

二、高分子的化学反应105

第三节 基本处理剂的设计113

一、酚醛树脂磺酸盐的设计113

二、乙烯基单体共聚物的合成设计122

三、天然化合物或高分子材料的改性130

第四节 抗高温钻井液处理剂设计135

一、抗高温处理剂研制的难点135

二、高温对聚合物的要求135

三、抗高温处理剂的分子设计136

四、抗高温处理剂的合成设计140

第五节 高性能钻井液处理剂设计144

一、高性能处理剂的概念145

二、分子设计的基础——影响处理剂性能的因素分析145

三、高性能钻井液处理剂设计路线147

四、高性能处理剂分子设计149

五、高性能处理剂合成设计152

参考文献167

第五章 含羧酸基多元共聚物处理剂169

第一节 聚合物的制备方法170

一、单体170

二、基本制备方法173

三、钻井液用丙烯酸聚合物制备方法与特点175

第二节 丙烯酰胺-丙烯酸共聚合反应179

一、丙烯酸、丙烯酸钠与丙烯酰胺聚合反应特征179

二、酸性条件下不同因素对共聚合反应的影响180

三、碱性条件下不同因素对共聚合反应的影响182

四、阳离子单体与丙烯酸、丙烯酰胺共聚反应189

第三节 钻井液用丙烯酸多元共聚物的合成193

一、阴离子型共聚物193

二、两性离子型共聚物198

第四节 常用含羧基聚合物处理剂207

一、降滤失剂208

二、包被、增黏和絮凝剂212

三、防塌剂214

四、降黏剂216

参考文献221

第六章 含磺酸基多元共聚物处理剂223

第一节 概述224

一、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸224

二、钻井液用AMPS聚合物设计思路228

三、单体选择229

四、聚合物抗温机理分析232

五、AMPS聚合物处理剂的特点233

第二节 AM-AMPS共聚反应234

一、影响共聚反应和产物特性黏数[η]的因素235

二、影响聚合物钻井液性能的因素237

三、影响低相对分子质量共聚物降黏能力的因素238

四、含表面活性剂侧链的聚合物239

第三节 AMPS与烷基取代丙烯酰胺共聚物242

一、P（AMPS-IPAM-AM）聚合物242

二、P（AMPS-DEAM）聚合物245

第四节 两性离子型多元共聚物248

一、P（AM-AMPS-DMDAAC）共聚物248

二、P（AHPDAC-HAOPS-AM）共聚物250

三、P（AODAC-AA-AMPS）共聚物252

第五节 其他类型的含磺酸单体聚合物255

一、超高温聚合物降滤失剂256

二、P（AOBS-AM-AA）/腐殖酸接枝共聚物264

第六节 含磺酸基聚合物钻井液处理剂270

一、阴离子型聚合物270

二、两性离子型共聚物277

参考文献282

第七章 合成树脂磺酸盐类处理剂284

第一节 磺甲基酚醛树脂284

一、基本原料285

二、磺甲基酚醛树脂的合成287

三、影响酚醛树脂磺化缩聚反应的因素290

第二节 改性磺甲基化或磺化酚醛树脂296

一、两性离子型磺甲基酚醛树脂296

二、磺化苯氧乙酸-苯酚-甲醛树脂297

三、其他合成树脂磺化产物300

第三节 其他类型的合成树脂磺酸盐302

一、磺化丙酮-甲醛缩聚物303

二、磺甲基三聚氰胺-甲醛树脂304

第四节 超高温降滤失剂304

一、高温高压降滤失剂HTASP305

二、超高温钻井液降滤失剂P（AMPS-AM-AA）/SMP311

参考文献315

第八章 反相乳液聚合物（类）处理剂316

第一节 反相乳液聚合基础317

一、基本概念317

二、反相乳液聚合体系组成317

三、反相乳液聚合方法320

第二节 反相乳液聚合体系的稳定性321

一、反相乳液体系的稳定性321

二、反相微乳液体系323

第三节 反相乳液聚合324

一、丙烯酰胺反相乳液聚合324

二、丙烯酸-丙烯酰胺反相乳液聚合325

三、AMPS与AM、AA反相乳液聚合330

四、阳离子单体与丙烯酸、丙烯酰胺的反相乳液聚合337

第四节 钻井液用反相乳液聚合物340

一、P（AM-AMPS-DAC）两性离子型反相乳液共聚物340

二、梳型P（AM-AMPS-MAPEME）反相乳液共聚物345

三、反相乳液超支化聚合物合成349

四、超浓反相乳液和反相微乳液聚合353

五、下步工作354

第五节 钻井液用聚合物反相乳液技术要求与评价方法355

一、产品技术要求355

二、性能评价方法356

参考文献357

第九章 弱凝胶钻井液及凝胶堵漏材料359

第一节 高吸水树脂与水凝胶的概念359

一、高吸水树脂359

二、水凝胶361

三、钻井液用聚合物水凝胶362

第二节 吸水树脂的合成方法362

一、溶液法363

二、反相悬浮法363

三、反相乳液法363

四、辐射引发聚合法364

第三节 钻井液用聚合物凝胶364

一、低交联度的聚合物凝胶364

二、弱凝胶钻井液的组成366

三、弱凝胶钻井液应用367

第四节 防漏堵漏用聚合物凝胶369

一、聚合物凝胶堵漏剂特点与堵漏机理369

二、堵漏用聚合物凝胶的合成370

三、地下交联聚合物凝胶体系380

四、存在的不足及下步方向381

参考文献382

第十章 天然材料改性处理剂385

第一节 淀粉类改性处理剂385

一、淀粉醚化产物387

二、淀粉接枝共聚改性产物394

第二节 纤维素类改性处理剂401

一、纤维素醚化产物402

二、纤维素接枝共聚物409

第三节 木质素类改性处理剂411

一、木质素磺酸盐与金属离子的络合物414

二、接枝共聚物415

三、其他类型的反应物417

四、深度水解再缩合制备改性产物418

第四节 栲胶或单宁类改性处理剂420

一、栲胶或单宁与氢氧化钠（钾）反应或与金属离子络合物422

二、磺甲基反应产物422

三、接枝共聚改性产物424

第五节 腐殖酸类改性处理剂426

一、磺甲基褐煤427

二、磺化褐煤与磺化酚醛树脂和（或）水解聚丙烯腈等复合物428

三、腐殖酸与烯类单体的接枝共聚物429

四、其他反应产物430

第六节 植物胶类改性处理剂432

一、魔芋胶432

二、改性瓜胶434

第七节 油脂或油脂改性处理剂436

一、油脂的概念436

二、油脂的制备方法及来源436

三、油脂改性产物及在钻井液中的应用437

第八节 存在问题与发展方向438

一、存在问题438

二、发展方向439

参考文献439

第十一章 抑制剂及抑制性水基钻井液445

第一节 聚合醇及聚合醇钻井液445

一、聚合醇的合成446

二、聚合醇的特点447

三、聚合醇的作用机理447

四、钻井液用聚合醇类处理剂448

五、聚合醇钻井液的特点450

六、聚合醇钻井液451

七、聚合醇钻井液及应用452

第二节 聚胺、胺基聚醚及胺基抑制钻井液456

一、概念456

二、聚胺的合成458

三、胺基聚醚的合成459

四、胺基抑制钻井液463

五、今后需要开展的工作467

第三节 烷基糖苷及其钻井液468

一、烷基糖苷469

二、甲基葡萄糖苷钻井液470

三、阳离子烷基糖苷472

四、聚醚胺基烷基糖苷476

第四节 页岩气水平井钻井液477

一、页岩气水平井钻井液设计要点478

二、页岩气水平井钻井液设计478

三、下步工作481

参考文献482

第十二章 超高温及超高密度钻井液485

第一节 超高温钻井液485

一、概述486

二、超高温水基钻井液设计与评价489

三、超高温钻井液的现场应用497

四、超高温钻井液的现场维护处理要点499

五、超高温钻井液发展方向500

第二节 超高密度钻井液502

一、超高密度钻井液设计503

二、加重材料的选择505

三、钻井液配方研究及在官7井的应用508

四、钻井液配方研究及在官深1井的应用513

五、现场施工及维护处理要点520

六、下步工作522

参考文献523

第十三章 油基钻井液及处理剂525

第一节 油基钻井液基础525

一、油基钻井液基本组成525

二、油基钻井液的基本配方及性能528

三、油基钻井液现场施工要点529

四、典型配方530

第二节 油基钻井液的应用534

一、钻井液体系的应用535

二、井壁稳定和封堵探索536

第三节 为什么要发展油基钻井液536

一、油基钻井液发展时机已经成熟537

二、油基钻井液能够满足复杂地层钻井的需要537

第四节 发展油基钻井液需要解决的问题539

一、油基钻井液的悬浮和乳液稳定性问题539

二、油基钻井液的封堵问题539

三、油基钻井液流变性对温度的敏感性540

四、钻屑或钻井液污染问题540

五、低剪切速率下流变性控制541

六、固井及后期的井筒清洗问题541

七、油基钻井液天然气侵及稠油污染问题542

八、其他问题542

第五节 油基钻井液处理剂542

一、重要原料542

二、乳化剂546

三、降滤失剂558

四、润湿剂559

五、有机膨润土560

六、其他处理剂561

第六节 今后工作方向565

一、油基钻井液及处理剂565

二、井壁稳定与防漏堵漏566

三、油基钻井液及钻屑处理566

四、钻井液技术规范566

参考文献567