硅酸钾聚合醇钻井液的研制
近年来，我国石油钻探开发逐渐由浅层向深层、由简单地层向复杂地层发展。由于深井、超深井的井下温度和压力较高，尤其遇复杂地层时，井下钻井液性能变化较大，极易导致一些井下复杂情况（如坍塌、卡钻等）的发生，因而，寻求更有效的抑制地层膨胀和稳定井壁的新型钻井液体系是钻井液研究的主要发展方向。强抑制性水基钻井液有多种类型，如钾钙基钻井液或钾钙基-聚合醇水基钻井液。这类钻井液具有抑制性强、成本较低和维护处理方便等优点。这类钻井液的抑制性主要依靠钾钙无机盐的作用，即钾钙离子的有效浓度是钻井液抑制性强弱的重要标志。但由于使用现场并没有检测钾钙离子浓度的仪器，导致实际钻井液中钾钙离子含量不足，严重影响了该类钻井液防塌效能的发挥。在高密度钻井液中，这个问题更加突出。国内外研究者针对化学稳定井壁方面作了大量工作，研制并成功应用了甲酸盐、油基、合成基、硅酸盐和聚合醇等一系列钻井液体系。其中，硅酸盐和聚合醇是作为抑制剂和润滑剂加入钻井液体系中，并没有将它们复配使用。
本工作将硅酸钾的化学效应（胶凝沉淀）以及聚合醇的物理效应（浊点效应）复合应用，建立了一套具有凝胶-浊点效应的膜结构硅酸钾聚合醇钻井液体系，该体系对油田各区块钻井中抑制强水敏性地层（高蒙脱土含量地层）的水化，减少因水化作用产生的地层缩径，阻止弱水敏性地层（破碎性或硬脆性泥岩）因压力传递、毛管压力、水化等造成的掉块、垮塌，控制钻屑水化产生的钻井液流变性不稳定等问题，具有重要意义。
1、仪器
钻井液用密度计、NGJ-2型数显无级变速高速搅拌机；D96型电动搅拌机、JB-12A型四轴高速搅拌器、MLN-3型马氏漏斗黏度计、ZNN-D6型六速旋转黏度计、SD型多联中压失水仪、XGRL-2型数显式滚子加热炉、NZ-3A型泥饼摩阻系数测定仪；GZX-DH-30×35型电热恒温干燥箱； DFC-0805型高温高压失水仪。
2、钻井液体系的配制方法
在1L蒸馏水中加入40g钠膨润土，低速搅拌60min后，再高速搅拌30min，在室温下养护24h即得到4%（w）的淡水钠膨润土浆（即土基浆）；按配方称量硅酸钾（FP-V）、增黏剂（HV-CMC）、降滤失剂（JT888）、聚合醇（JLX-B-S）和KCl等试剂，依次将上述试剂缓慢加入土基浆中，高速搅拌5 min后，刮下粘附在容器壁上的试剂，继续搅拌15min；待上述试剂溶解后，再缓慢滴加40%（w）的NaOH溶液，控制pH为11.5，即得到硅酸钾聚合醇钻井液体系。该体系为淡黄色流体，密度为1.03kg/cm左右（根据需要可调），室温密闭养护24 h后无分层与沉淀现象。
3、配方的建立
根据钻井液体系建立原则，通过对处理剂优选优配以及对钻井液体系配方优化的机理和实验研究，确立硅酸钾聚合醇钻井液体系的配方（w）为：4%土基浆 4%FP-V 0.4%HV-CMC 0.4%JT888 3%JLX-B-S 1%KCl 适量NaOH。
