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HTASP 305
二、超高温钻井液降滤失剂P（AMPS-AM-AA）/SMP 311
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