环境保护要求经济与环境协调发展，实施高分子材料绿色工程正成为世界潮流。一是在高分子材 料的制备方面，从单体选择、合成材料的制备阶段就 考虑材料使用后可回收利用;二是发展可生物降解 的高分子材料，研究淀粉、纤维素、甲壳素等天然高 分子材料的结构、性能和应用;三是研究天然高分子 和合成高分子材料的共混合复合材料的结构与性 能，为制备高性能、价廉、吋生物降解的高分子材料 提供依据。黄原胶(XC)是一种水溶性微生物胞外 多糖聚合物，其最显著的特性是具有控制液体流变 性质的能力，即便在低浓度时它也可形成高黏度的、 典型的非牛顿溶液，具有明显的假塑性，可用于钻井 液体系的配制，是一种优良的钻井液处理剂。
1黄原胶钻井液体系的配方
传统的钻井液体系都是以膨润土为造浆材料配 制而成,以黄原胶为主剂的钻井液体系是一种新型 的无膨润土相水基钻井液体系，黄原胶由于其本身 的分子结构特点，能在钻井液中部分替代膨润土的 作用。
黄原胶钻井液体系的基本配方(配方中的百分 数均指质量分数）为:淡水+ 0.1% NaOH +0.15% Na2C03 + 0.5% ~ 0.7% 黄原胶 + 0.15% 80A51 + 1.5%降滤失剂HFL0+ 1.5%聚胺HPA + 2.0%润滑 剂 HLB + 0.05%除氧剂 HGD + 0.07%杀菌剂 HCA + 5% KCI + 2%防水锁剂HAR + 5%酸溶性暂堵剂 QWY。
2钻井液体系的性能 2.1流变性能
钻井液体系的流变性能如表1所示（其中AV 为表观黏度、PV为塑性黏度、YP为切力、G1(r为初 切、G1(r为终切、FL为滤失量)。
由老化前后弱凝胶钻井液体系的流变参数可以 看出，该钻井液体系具有高的动塑比，优良的剪切稀 释能力，动态携砂能力强;初切、终切参数较高，有利 于钻屑的悬浮，该性能用f水f井段钻进时，RJ•以有 效防止岩屑床的形成，降低井K事故的发生。
2.2抗盐污染评价
用氯化钠评价该弱凝胶钻井液体系的抗盐性， 实验数据见表2。
表2弱凝胶钻井液体系抗盐污染评价实验
流变性能g.mL_1AV/
mPa’sPV/
mPa*sYP/
PaGl〇«/
PaCi〇-/
PaFL/
mLPH
室温1.0332.51418.56.5114.69
100^/16 h1.0429.01316.05*0105.09
加 5%NaCl1.0828.51414.55.5124.89
加 5%NaCl1.1228.51315.55.0114.69
加 5%NaCl1.1629.51415.55.5124.59
由实验数据可以看出，随着NaCl加量的增加， 体系的滤失量逐渐降低，流变参数几乎没有变化，说 明该体系具有强的抗盐性。
2.3抗复合盐水污染评价
为评价弱凝胶钻井液体系抗地层水污染后性能 的变化，采用标准盐水[m(NaCl) : m(MgCl2): m(CaCl2) =7:0.6:0.4]评价该体系的抗污染性，实 验数据见表3。
表3弱凝胶钻井液体系抗地层水污染评价实验
流变性能P/
g-mL-'AV/ PV/ mPa.s mPa.sYP/
PaGuy/
PaGi〇，/
PaFL/
mLpH
室温1.0331.51417.57.013.04.69.0
100^/16 h1.0529.01316.06.512.55.09.0
加20%复合盐水1.0622.01111.05.09.05.28.5
由实验数据可以看出，加人20%复合盐水后, 黏度切力略有下降,但是总体来说体系性能稳定，动 塑比较高，可见体系抗地层水污染能力较强。
2.4体系对储层损害评价实验
实验方法按照SY6540—2002(钻井液完井液损
害油层室内评价方法)标准测定，采用气测渗透率恢 复值来评价储层保护效果。实验结果如表4所示。 表4气测渗透率恢复值(/^为渗透率）
实验环压/ 岩心MPa驱替 表压/ MPa污染前
mD污染后
mD恢复值
K癇/%备注
Hl-131.80,0139360.01184885.017污染后刮泥饼
Hl-231.60,0201070,01917495,36污染后酸性破胶
剂浸泡(9(«：，6h)
H231.80.0159210.01417389.02污染后用生物
酶破胶剂处理
T23i.80.007560.00640184.67
SI31.40.1529280.14662995.88
从H1-1岩心渗透率恢复实验可以看出，该体 系的渗透率恢复值高亍85%,若动态污染之后的岩 心用酸性破胶剂浸泡处理(9trC，6 h),用同一井段 的岩心H1-2渗透率恢复值高达95.36%，比污染后 未作处理时的渗透率恢复值提高了 10个百分点，可 见酸性破胶剂能有效清除泥饼，增强储层保护效果。
3现场应用
DP16井位于陕西省榆林市神木县尔林兔镇巴 吓采当村三小队，位于大10井250.43方向560.28 ra 处，设计测深4 347.75 m,垂深2 732.30 m。该井于 2009年4月4日开钻，于5月11日A点着陆(A点 井深:2 932 m)。于5月18日16:30三开进行水平 段钻进。7月25日10:30钻进至井深4 332 m,水平 位移1 400 m完钻。
3.1主要技术难点
根据本井地质情况及井身结构设计要求，主要 技术难点如下：
(1)水平井产层裸露面积大，可钻性差,浸泡时 间长，钻井(完井)液对气层的损害严重。
(2)水平井段岩屑沉降距离长，井眼净化困难， 易形成大段岩屑床，钻井液含砂量高,密度高，井底 压差大，增加了压差卡钻机率，进一步增加了泥浆润 滑性、流变性的要求。
(3)由于水平段长1 400 m，钻具躺在井底，加之 水平段携砂相对困难，井底沉砂相对较高，易形成岩 屑床，所以钻具摩阻大、扭矩大及钻头加压困难，因 而要求钻井液具有良好的润滑性。
(4)由于水平段裸眼段长，含有大段硬脆性泥
岩，碳质泥岩，砂泥岩，煤线夹层复杂，所以要保证水 平段的井眼稳定、不垮塌。
塑料粒子采用同向双螺杆配混挤出机(科倍隆 科亚机械有限公司，CET 20)制备，其长径比为36,粉 料或粒料采用强制喂料方式加人，液体以蠕动泵侧 喂料方式加入。挤出物经水冷、吹干、切粒并在 40t烘箱中干燥24 h。所得粒子在单螺杆挤出吹塑 机(大连塑料机械厂,SJ3528/FM650)上配合环形口 模以上吹方式制备薄膜材料。
1.3表征
1.3.1水中失重率的测定
将样品置于真空烘箱中于5(VC下干燥12 h，取 干燥的样品10 g(精确到0.0001)左右置于培养皿 中，加蒸馏水浸24 h，取出置于真空烘箱中于50丈 下干燥12 h后称電。计算样品在蒸馏水中的失重。 1.3.2熔融指数测定
采用熔融指数测定仪(铭禹电子科技有限公司， MY-8100)。熔融指数定义为热塑性材料在一定温 度和压力下，熔体每10 min通过规定的标准口模的 质量，单位为g/l〇 min。本实验测定熔融指数是在
温度190尤、负荷1.325 kg下测定的。
1.3.3拉伸实验
参照GB/T 1040.3—2006在电子多功能实验机 (深圳新三思计量技术有限公司，CMT4000型)上进 行。拉伸速度为10 mm/rnin，测试温度为25^。
2结果与讨论
2.1增塑剂种类对电流、失重率和熔融指数的影响
考察增塑剂种类在挤出过程中电流的变化以及 挤出粒子耐水性和熔融指数的影响。挤出条件 为:螺杆转速为500 r/miri，挤出五区温度分别为 140、170、170、170、160t，增塑剂的质量分数为 20%。实验结果见图1至图3,从图1可看出，这3 种增塑剂对挤出过程中电流的影响都相差不大，在 5.8 A左右，说明加人这3种增塑剂对CAP在挤出 过程中的塑炼效果均较好。图2和图3分别为不同 增塑剂对失重率和熔融指数的影响。比较3种增塑 剂，以GD为增塑剂时的粒子热流动性最好，但由于其 分子质量最低，导致其在水中流失量也最多[5]，水中失 重最少的增塑剂为TEC，流动性最差的是加入AIBC作 为增塑剂时的样品。综合考虑挤出过程中挤出粒子 的光泽度和透明度，选择TEC作为CAP的增塑剂。
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3.3主要技术措施
为了保证钻井施工安全，在钻井液方面主要采 取了如下技术措施。
(1)井壁稳定方面(①采用氯化钾和HPA复配 增强钻井液的抑制能力;②采用全酸溶暂堵剂和乳 化石蜡充填和封堵泥岩地层，以产生良好固壁、护壁 作用;③合理控制钻井液密度，增加井壁力学平衡； ④钻井液性能控制低失水、适当卨的低剪切黏度，减少 钻井液滤液进人地层及减少钻丼液对井壁的冲刷。
(2)润滑降摩阻方面:①钻井液体系采取本身润 滑性能好的天然聚合物体系,且尽可能控制较高的 聚合物含量，并控制较低固相含量;②采用油溶性暂 堵剂改善泥饼质量，为润滑防卡打好基础;③添加性 能良好的无荧光植物油酸润滑剂，使之在井壁及钻 具表面形成抗压润滑膜，有效降低摩阻、扭矩。
(3)井眼净化方面:①采用合适的流变参数，确 保钻井液体系携砂性能良好，满足井眼净化的要求。 ②根据井眼净化的需要，控制合适的钻井液黏度、切 力,增强带砂及悬砂能力，适时采用稠寒清洁井眼， 破坏砂床的形成。③根据钻井液含砂情况,及时排 放三角罐沉砂,补充新浆入井。④及时建议工程采 取划眼、短起下钻等措施，防止岩屑堆积。
(4)气层保护方面:在合理控制钻井液密度与低 滤失量的基础上，同时加入防水锁剂,确保钻井液滤 液具有较低的表面张力，满足气层保护工作的需要; 同时最大限度地开启固控设备，以大量补充新浆的 形式降低固相含量;采用全天然高分子和可全酸溶 加電材料，同时增强抑制，防止黏土水化膨胀;尽量 控制较低的pH,进一步减少储层伤害。
4结语
以黄原胶为主剂的无膨润土相钻井液体系具有 很好的抗盐、抑制性、润滑性以及较好的动态携砂与 静态悬砂能力，具有较高的低剪切黏度，在近井壁井 段能够形成较低的流动性，配合使用全酸溶复配材 料,能够有效减少钻井液对井壁的冲刷，保护井壁, 能够满足长水平井段钻井施工的要求;黄原胶钻井 液体系的成功开发，能够有效地推动生物聚合物在 钻井液领域中的应用。