1.对常用钻井液材料进行生物毒性分析，遴选出符合环保要求的材料。
2.通过进行生物毒性分析，对不符合环保要求的钻井液材料，如果是必备材料而且目前又找不到相同功能的替代品，则研制新型的符合环保要求的替代品材料。
3.在遴选出的钻井液材料中，择优选用价格性能比较好的材料，通过室内钻井液性能综合试验研究，研制出一种钻井液性能优良，能保证钻探施工顺利进行，符合环境保护要求的新型钻井液体系。
4.现场试验两口井，通过实践检验其钻井液综合性能，整理试验数据，编写研究报告。
一、完成了符合环保要求的钻井液材料的遴选
1．生物毒性测定方法的选择
（1）糠虾生物试验法
（2）微毒性分析法
（3）发光细菌法
通过对发光细菌法与糠虾法试验结果对比，我们发现发光细菌法的EC50值与糠虾生物试验法的LC50值之间具有一定的相关性：EC50值总是小于LC50值，实验结果见表1。这说明相同数值的EC50值和LC50值相比，EC50值比LC50值对环境的毒性污染更小，更安全可靠。
表1 四种钻井液体系的EC50值与LC50值比较
| 钻井液体系 | 稀释 | EC50 | LC50 | 备注 |
| 泥浆1＃ | 1：9 | 100000 | 270000 | KCL/polymer |
| 泥浆2＃ | 1：9 | ＜10000 | 16300 | 含Cr3＋泥浆 |
| 泥浆3＃ | 1：9 | 200000 | ＞1000000 | |
| 泥浆4＃ | 1：9 | 500000 | ＞1000000 |
表2 生物毒性等级分类
| 毒性分级 | 剧毒 | 高毒 | 中毒 | 微毒 | 实际无毒 | 排放 标 准 |
| LC50ppm | ＜1 | 1－100 | 100－1000 | 1000－10000 | ＞10000 | ＞30000 |
| EC50ppm | ＜1 | 1－100 | 100－1000 | 1000－10000 | ＞10000 | ＞30000 |
按发光细菌法对常用钻井液材料进行毒性评价，结果见表3
表3 常用钻井液材料生物毒性结果
| 名 称 | 使用浓度（%） | EC50（ppm） | 毒性等级 |
| DFD | 1.5 | 100000 | 无毒 |
| JSF | 1.5 | 100000 | 无毒 |
| DrisPac | 0.4 | ＞1000000 | 无毒 |
| HEC | 1.0 | ＞300000 | 无毒 |
| XCD | 0.6 | ＞1000000 | 无毒 |
| KPAM | 0.2 | ＞300000 | 无毒 |
| PHP | 0.2 | ＞300000 | 无毒 |
在地质调查金刚石取心钻探中，因转速较高，要求钻井液具有良好的润滑性；在石油天然气钻探中，定向井、水平井和深井所占的比例日益增加，钻井液的润滑性成为关键指标之一，因此，钻井液用润滑剂成为一种重要的常用的钻井液材料，其市场需求量日益增加，在钻井液化学处理剂中呈大幅度增长趋势，而目前的润滑剂仍在使用有毒性的矿物油材料（如柴油等）作基础原料，必然会被日益严格的环境保护要求所。本项目由于经费有限，把研制新型处理剂的重点放在环保型钻井液用润滑剂的研制。完成了室内研制、中试及现场应用。
环保型润滑剂（Glub）以天然植物油为原料，经中高温（130℃-180℃）化学改性，提高其抗温抗盐能力后，再在中低温（70℃-90℃）条件下，进行乳化，使其适度水，能均匀地分散于水中，与水融后成一体。合成技术路线见图1。
（1）环保型钻井液用润滑剂（Glub）合成技术路线
环保型润滑剂（Glub）性能检测：
按中国石油天然气行业标准SY/T5662-94《钻井液用极压润滑剂试验方法》对Glub的润滑性能进行检测。选用二种钻井液作为基浆，测试在基浆中加入Glub后摩擦系数降低率和相对扭矩降低率。这二种钻井液为人工钠土基浆、聚合物泥浆。
<1>人工钠土基浆中加入Glub后润滑性能改善情况
人工钠土基浆配制：水+6%Nv-1人工钠土 测试结果见表4。
表4 人工钠土基浆加入Glub润滑效果
| 泥浆类型 | 钠土加量 | 润滑剂加量 | 摩擦系数降低率(%) | 扭矩降低率() |
| 人工钠土基浆 | 6% | 0.2% | 90.23 | 80.12 |
| 0.3% | 94.91 | 83.33 |
<2>聚合物泥浆中加入Glub后润滑性能改善情况
聚合物碌配制：水+6%Nv-1人工钠土+0.1PAA（聚丙烯酸钠盐）测试结果见表5。
表5 聚合物泥浆加入Glub润滑效果
| 泥浆类型 | 润滑剂加量 | 摩擦系数降低率(%) | 扭矩降低率(%) |
| 聚合物泥浆 | 0.5% | 66.82 | 53.33 |
| 1% | 77.25 | 63.23 | |
| 1.5% | 83. | 70.00 | |
| 2% | 90. | 76.67 |
（3）环保型钻井液用润滑剂（Glub）的作用机理
Glub均匀地分散于钻井液中，钻进时，在孔壁或钻杆周围形成一层薄的油膜，油膜具有很高的极压强度，极大地降低钻杆与孔壁间的摩擦系数，从而降低钻杆的扭矩，减少动力消耗，同时有效防止钻杆粘附在孔壁上造成粘附卡钻，确保钻探施工的安全顺利进行。
（4）环保型钻井液用润滑剂的现场应用
∙环保型润滑剂（Glub）中试成功后，已分别在科钻、联合国地热定向钻探项目、江苏油气钻探和海洋油气钻探中使用，效果显著，受到用户的好评。
∙在科钻中，使用Glub后，钻井液的润滑性能大幅度改善，显著改善钻具的使用工况，提高钻具的工作效率，统计结果表明：使用Glub润滑剂后，平均回次长度由3. m增至7.28 m，平均机械钻速由0.91m/h增至1.33m/h，岩心采取率由85.6%增至97.41%，日进尺由6.4m/day增至m/day，而且不影响测井，不污染岩心，可见优良的润滑剂明显提高钻进效率，降低钻探成本。 下载本文
