近日，在中原石油工程公司钻井工程技术研究院油田化学研究所实验室内，该院钻井液工艺专家苏雪霞正带领技术人员，对新研发的多功能长效聚合物处理剂的降滤失、抗温、抗压等性能进行测试。苏雪霞手持一袋米白色小颗粒状样品介绍道：“只需在钻井液里加入一定比例的这种‘神秘配方’，就能让钻井液在220℃的高温下依然保持稳定的流动性。”
历时2年，由该院自主研制的一种基于“悬挂基团”概念的多功能长效聚合物处理剂取得突破性进展。实验数据显示，该处理剂在高温、高盐、高密度等极端条件下表现优异，不仅降低了钻井液滤失量，还提升了钻井液的稳定性和抗污染能力，为深井、超深井及页岩气水平井的高效开发提供强有力的技术支撑。该项成果在第二十一届全国钻井液完井液技术交流研讨会上获一等奖。
让钻井液“能屈能伸”
传统钻井液处理剂的工作原理类似于“洗洁精去油污”——通过带电分子吸附钻屑颗粒，为其包裹一层“滑溜的外衣”，从而便于泥浆泵将岩屑冲出井筒。然而随着油气勘探开发逐渐向深井、超深井以及非常规油气领域迈进，地质条件更加复杂，传统钻井液处理剂在高温高剪切条件下易出现分子量降低、基团变异等问题，导致功能失效，维护成本高昂。此外，传统处理剂在低温下黏度过高、高温下黏度过低，且难以兼顾流变性与滤失量控制，严重制约了钻井效率。
针对这些问题，中国石化集团公司原高级专家王中华突破传统处理剂的作用机理，提出“悬挂基团”概念，在分子设计中引入“悬挂基团”，将传统处理剂以吸附基和水化基发挥作用的机理，转化为基于悬挂基和水化基的作用机理。
科研人员用“悬挂基团”替代传统结构，就像给分子装上了灵活的“机械臂”：钻井液流动时，这些“手臂”收起来降低阻力；静止时又伸出来手拉手，形成稳固的网络托住钻屑。这既保证了施工时所需的流动性，又能在停工时维持钻井液的稳定性。“该处理剂可以解决传统吸附基团高温下基团脱附造成的处理剂失效的核心问题。”王中华总结说。
实现“一剂顶多剂”
实验室数据显示，新型处理剂能耐220℃高温，在饱和盐水中浸泡后性能依然稳定。更值得一提的是，它集增黏、提切、降低中压滤失量、高温高压滤失量等多项功能于一身。“过去需要十几种处理剂才能解决的问题，现在两三种就能搞定。”苏雪霞形象地比喻道，“就像以前出门要带钱包、钥匙包、卡包，现在一个手机全解决了。”
这款新型处理剂效果出众，能把原本需10余种搭配使用的钻井液处理剂缩减至2至3种，总用量减少30%以上。据苏雪霞介绍，该助剂成本与常见钻井液聚合物稳定剂相近，性能却比原本耐高温性能不错的材料更加出色；其在高温高压条件下控制钻井液滤失量的能力更优于传统材料，真正达成了“低成本、多功能”的目标。
通过300口井验证
在生产工艺上，科研团队采用了“反相微悬浮聚合”技术。这种工艺就像制作珍珠奶茶里的“爆爆珠”，让原料在微小的液滴中反应，全程无废水废气排放，也不需要烘干磨粉，避免了粉尘污染。得到的成品是多孔球形颗粒，溶解速度比传统粉末快得多，就像泡腾片遇水即化。
目前，科研人员已在实验室模拟的75个系列的近300口井的工况中应用该助剂，实验效果优于设计指标。
王中华表示，科研人员对聚合物处理剂作用机理的深入研究仍在进行中。接下来，科研团队将进一步优化合成工艺，加速科研成果的转化，推动该助剂在现场的推广和应用。
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