硅酸盐钻井液体系的研究进展.pdf

3 4 精细石油化工进展 第 1 3 卷第 1 2期 ADV ANC E S I N F I NE P E TR OCHE MI C AL S 硅酸盐钻井液体 系的研究进展 孟丽艳 ， 黄 宁， 张麒麟 中原石油勘探 局钻井工程技术研究 院 ， 濮阳 4 5 7 0 0 1 [ 摘要] 综述了硅酸盐钻井液的发展历程和现场应用情况， 简介了聚合物类 、 环保型 、 深水 钻井型和无机盐类 4种硅酸盐钻井液； 详细叙述了影响硅酸盐钻井液性能的主要因素 ， 包括模数 、 硅酸盐用量 、 p H和环境温度； 归纳了硅酸盐钻井液稳定井壁的机理， 分析 硅酸盐钻井液储层损 害的因素， 并提出了储层保护技术。 [ 关键词] 硅酸盐钻井液影响因素稳定井壁储层保护 井壁稳定问题是油气钻井工程中经常遇到的 难题。据统计 ， 世界石油工业每年用 于处理井壁 稳定事故的经费高达 7亿美元。为防止 井壁坍 塌， 国内外科研工作者做了大量工作 ， 研制出了多 元醇钻井液 、 甲基葡萄糖甙钻井液 、 甲酸盐钻井 液 、 硅酸盐钻井液 、 正 电胶钻井液 、 合成基钻井液 和油基钻井液等钻井液体系。硅酸盐钻井液的防 塌效果较为突出， 抑制性能接近于油基钻井液 ， 具 有成本低、 环境友好、 储层保护效果良好等优点， 日益受到国内外钻井界的重视。笔者对硅酸盐钻 井液体系的发展过程及现场应用情况作了简要概 述， 对硅酸盐的防塌能力的影响因素和防塌作用 机理进行了详细分析 ， 并介绍了硅酸盐钻井液的 评价实验和储层保护技术。 1 硅酸盐钻井液的发展历程 早在 2 0世纪 3 0年 代， 前苏联和美 国就开始 研究硅酸盐钻井液 ， 并应用在墨西哥湾地 区大段 易坍塌泥页岩地层 ， 用 于解决钻井过程 中的卡钻 等问题 ， 使用含量 质量分数 ， 下 同 一般为 2 0 ％ ～ 3 0 ％ ， 但由于此类钻井液的流变性与滤失性 能 不好控制 、 热稳定性不高 仅抗 温 1 0 0℃ ， 并影 响测井质量 ， 因而没有被广泛推广应用， 美国甚至 于 1 9 4 9年基本否定了此类钻井液。随后 ， 前苏联 一 直致力于此类钻井液的改进工作 ， 成功研制了 稀硅酸盐钻井液， 在 2 0世纪 6 0年代研究利用硅 酸盐提高羧甲基纤维素钠的抗温性。稀硅酸盐 含量 5 ％ ～1 0 ％ 钻井液开始在现场使用 ， 并采 用稀硅酸盐 一盐溶液加 固潜在 的不稳定泥页岩 ， 取得较好的稳定井壁效果。进入 2 0世纪 9 0年代 以后 ， 国外石油公 司基本上 已将硅酸盐体系作为 成熟技术使用 ， 并在北海 、 阿拉斯加 、 纽芬兰 、 墨西 哥等地成功地进行 了数百 口井 的施 工。Ma r q u i s F l u i d s 公司 自1 9 9 8年起在加拿大西部 、 英 国和哥 伦比亚近 4 0口大位移定向水平井 、 高温高压复杂 深井中使用了强抑制性硅酸钠／ 钾环保钻井液体 系 ， 提高 了机械 钻速 ， 抑制 了页岩 的水化 膨胀 。 B a r n f a t h e r 等将硅酸盐钻井液应用 于挪威 的海上 油 田， 控制了易膨胀水化的泥页岩⋯。鉴于硅酸 盐体系优异的抑制性能和膜封堵效应 ， 中国从 2 O 世纪 9 0年代开始对该体系进行系统研究 ， 开发了 多种复合型硅酸盐钻井液体系 。 2 硅酸盐钻井液体系类型及现场应用 2 ． 1 聚合物类硅酸盐钻井液 胜利油田在牛斜 1 1 4井成功应用硅酸盐钻井 液技术， 该体系保护油气层效果好， 具有良好的井 眼稳定性和防塌能力 ， 提高 了机械钻速 ， 对环境有 保护作用 J 。塔里木 油 田为适应 复合盐膏层 钻 井的需要 ， 研制了高密度饱和盐 一稀硅酸盐钻井 液 ， 并在康 一 2井和克拉 一 2 0 4井成功应用 。为 解决川西知新场地 区泥页岩发育 、 井壁失稳的问 题 ， 研发了一套 以聚磺钻井液为基础 的稀硅酸盐 防塌钻井液技术 ， 现场应用结果表明具有较强的 防塌封堵能力 J 。硅磺 聚合物钻井 液成功应 用 于文 2 9 9井和中原油 田河岸 、 桥 口、 白庙 等区块 ， 起到了较好的防塌和润滑效果， 渗透率恢复值高， 油气层 保 护效 果 好 。 中 国石 油大 学 金 军斌 等 研制的硅酸盐无渗 透防塌钻井液具有 良好 收稿 日期 2 0 1 21 00 9 作 者简介 盂丽艳 ， 硕士 ， 工 程师 ， 主要 从事油 田化学 及储层 保 护研究工作 。 2 0 1 2年 l 2月 盂丽艳 等． 硅 酸盐钻井 液体 系的研究进展 3 5 的防塌 、 防卡和携岩能力 ， 非渗透效果显著 ， 在永 9井 4 3 1 8 ． 0 0～ 5 8 9 5 ． 0 0 m层段 ， 应用效果 良好。 2 ． 2 环保型硅酸盐钻井液 蔡利山等_9 研制出硅酸盐 一烷基葡萄糖苷 A P G 钻井液， A P G与硅酸盐体系复配以后， 能 极大地改善硅酸盐体系的综合性能 ， 包括流变性 能 、 抑制性能及润滑性能等 ， 并且提高了体系的抗 污染能力 ， 利于环境保护 ， 具有比较广 阔的应用前 景。张洁_ l 。 。 研制出聚合糖 一硅酸盐钻井液体系 ， 提高了硅酸盐与处理剂的配伍性 ， 发现新 的调节 硅酸盐钻井液流变及滤失性能 的有效处理剂 ， 从 而拓宽了硅酸盐钻井液 的使用范 围， 扩展 了聚合 糖类材料在钻井液 中的应用范围。环保型聚硅酸 盐 一 生物聚合物钻井液体系在长庆油田高平4井 组成功应用 ， 有效控制 了钻井过程 中的井壁垮塌 现象 ， 实现 了安全 、 快速钻井及环境保护 ， 最大限 度地保护了油层⋯ 。 2 ． 3 深水钻井用硅酸盐钻井液 袁建强等 研究 出适应深水钻井 需要的聚 合物硅酸盐钻井液 ， 引入 N a C 1 和 P E G一 2 0 0作为 水合物抑制剂 ， 具有 良好 的抗温性和井壁稳定性 ， 保护油气层效果较好。涂运 中等 研 制出一种 添加无机盐和动力学抑制剂 的稀硅酸盐钻井液， 能满足深水含水合物地层钻进要求 ， 确保水合物 地层钻探安全高效地进行。挪威海域深水钻井也 已成功应用 了硅酸盐钻井液体系 。 2 ． 4 无机盐类硅酸盐钻井液 硫酸钾／ 硅 酸盐钻井液在 P r o s o p i s E ll井 成功应用 ， 有效抑制了泥页岩的水化膨胀 ， 能够防 止地层的垮塌 ， 保护井壁 ， 井径规则 ， 悬浮携岩 ， 安 全环保 J 。针对苏丹6区已钻井在 A b u G a b r a 层钻井过程 中出现的严重井壁失稳问题 ， 成功应 用低固相 K C 1 ／ 硅酸盐 钻井液 ， 提高 了井壁稳 定 性 ， 保护了油气层 ， 在一定程度上降低 了钻井液的 密度 ， 降低 了钻井液成本 。在缅甸陆上区块也 成功地应用了 K C 1 ／ 硅酸盐钻井液 ， 满足了井壁稳 定 、 安全快速钻进的需求 。 3 硅酸盐钻井液性能影响因素 3 ． 1 模数 硅酸盐 的模数是指硅酸盐分子中二氧化硅与 金属氧化物 的物质 的量 比。硅酸盐 的模 数越 大， 硅酸根在溶液中聚集成 的胶粒就越多， 硅 酸盐 的 模数决定了它的物 理性质和化学性质 ， 如固体硅 酸盐的溶解性 、 硅酸盐的活性 、 硅酸盐液体的黏度 及硅酸盐对膨润土的抑制能力等 。大量实验 研究结果表明， 硅酸盐的模数越大 ， 对泥页岩水化 的抑制能力越强。但模数的增加并非越高越好， 随着硅酸钠模数 的增加 ， 钻井液体系的表观黏度 、 塑性黏度及动切力均呈下降趋势 ， 流变性难 以控 制 ， 滤失量也随之增 大。现用 的硅酸盐模数 大多 为 2 ． 4～ 3 ． 2 。因此 ， 对 于硅 酸盐钻井液 ， 应根据 钻井液体系的要求 ， 选择合适的硅酸盐模数。 3 ． 2 硅 酸 盐用 量 硅酸盐用量对钻井液的抑制性和流变性有重 要的影响， 应根据现场实际要求， 确定合理的硅酸 盐用量 。大量实验研究结果表 明， 在膨润土 基浆中随着硅酸盐用量 的增大 ， 防塌能力先迅速 提高 ， 用量超过 5 ％后 ， 防塌能力提高的幅度有所 减缓。说明在该钻井液体系 中， 维持体系具有一 定抑制能力的硅 酸盐 有效含量约为 5 ％， 过量加 入硅酸盐并不能明显提高体系抑制性。 钻井液的表观黏度 、 塑性黏度和动切力均随 硅酸钠用量的增加而呈现先降低后升高的趋势， 用量超过 5 ％后上升 的幅度加 大， 从而对钻井液 的流变性能产生负面影响。对于常规硅酸盐钻井 液体系， 为保证合理的流变参数， 体系中有效的硅 酸盐含量不宜超过 5 ％。 虽然体系的抑制性随硅酸盐用量的增加而提 高， 但当硅酸盐用量超过 5 ％后， 体系的流变性能 逐渐变差 ， 因此通常应将体系中活性硅酸盐 的含 量 控制在 5 ％左右 。对 于不 同模数 的硅 酸盐 而 言， 硅酸盐用量与钻井液体 系性能之间的变化趋 势是基本一致的， 但最佳的用量会有所不同。 3． 3 pH 室 内研究和现场应用结果表明， p H是影响硅 酸盐钻井液体系的流变性与滤失量的关键 因素。 p H对硅酸盐钻井液性能的影响与对常规钻井液 性能的影响不 同。对于常规钻井液 ， p H1 0 5℃时更明显 时， 硅 酸盐的硅醇基与黏土矿物的铝醇基发生缩合反 应 ， 产生胶结性物质 ， 将黏土等矿物颗粒结合成牢 固的整体 ， 从而封固井壁 ， 减少钻井液向地层内的 浸 入量 。 4 通过在硅酸盐钻井液中使用适量 的 K C 1 ， 2 0 1 2年 1 2月 孟丽艳等． 硅酸盐钻井液体系的研究进展 3 7 N a C 1 等无机盐以降低钻井液中水 的活度 ， 可诱发 孑 L 隙流体向钻井液 中渗透 ， 从而达到页岩去水化 和改善页岩稳定性的 目的。而 C a C 1 的加入反而 使硅酸盐的抑制性 降低 ， 这是 由于钙盐易与硅酸 盐反应， 生成水合性硅酸钙沉淀， 使溶解态硅减 少 ， 因而抑制效果降低。 5 硅酸盐体系 中的高聚物 护胶 剂 、 HV C M C等 不仅可以调节整个体系的流变性， 还可 增加钻井液滤液 的黏度 ， 减少滤液的浸入量 。 硅酸盐钻井液体系通过上述多种因素的协 同 作用， 可以大幅提高井壁的稳定性。 5储层保护技术 5 ． 1 储层损害机理 钊 硅酸盐钻井液虽然具有环境友好 、 井壁稳定 性强等优点， 但其渗透率恢复值低， S i O 的质量浓 度越高， 对储层的损害越严重， 纯硅酸盐的渗透率 恢 复值 只有 5 0 ％ ， 稀 硅 酸盐 体 系也 只 能 达 到 7 0 ％， 都不能满足储层保护的需要， 不适合在储层 段钻进 。研究结果表 明， 储层 损害机理主要表现 在 1 S i O 一 与金属离子会形成各种复杂 的硅 酸盐沉淀物 ， 主要反应如下 A l S i O 3 一 一A l 2 S i O 3 3 一A l 2 S i O 5 O H 4 Mg S i O3 - - , Mg S i O3 - - *Mg 2 Si O4 Ca S i O3 -,． Ca S i O3 _ C 2 S i O4 F e F e S i O 3 一 - F e S i O 3 - F e 2 S i O 3 3 ． F。 2 S i O4 2 钻井 液 与空 气 接 触 ， 会 吸收 一定 量 的 C O ， 生成 的 C O 一 与金属离子反应生成 碳酸盐 沉淀 ， 硅酸盐沉淀物与碳酸盐结合 ， 生成硅酸盐混 合沉淀。金属离子在碱性条件下生成各种氢氧化 物沉淀。形成硅酸盐分子多元体 比形成氢氧化物 的 p H值 1 ～ 5 低， 即在 p H逐步升高的过程中， 优先形成硅酸盐分子多元体 ， 再生成氢氧化物沉 淀。在地层的高温 、 高压 、 强碱条件下 ， 各物质 问 还将进一步反应生成更复杂的沉淀 ， 这些反应在 钻井条件下是不可逆的。主要反应如下所示 Mg Al S i O3 一OH 一一 N a Mg 3 A 1 S i 3 Ol o O H 2 F e Al 。 S i O3 一 OH 一_ N a F e 3 A 1 S i 3 O l o O H 2 Ca Fe S i O3 一OH 一一 C a F e 2 F e 2 S i O 4 3 Ca Al S i O3 一OH 一_ C a 3 A 1 2 S i O 4 O H 8 3 硅酸盐 自身还具 有溶胶 凝胶 性 质， 生 成的溶胶在黏土或岩石表面形成强吸附， 凝胶 的 强封堵作用也严重损害储层 。 5 ． 2 损害因素分析 。 - 2 7 ] 1 硅酸钠 的质量浓度越 大， 渗透率恢复值 越低 ； 岩心的渗透率越高 ， 渗透率恢复值越小 ， 对 低渗透率储层损害相对较低， 且损害深度较浅。 2 随着无机盐质量浓度 的增 大， 钻井液 的 黏切值升高， 岩心渗透率恢复值降低。这主要是 由于 N a ， K 等金 属离 子加 入硅 酸盐 溶胶 凝 胶 中， 占据 了胶体 中的的孔隙 ， 形成 了胶体空 间 网状结构， 增强了胶体强度， 并增强了胶体在岩心 通道表面层 的吸附。 3 硅酸盐钻井液对储层造成 的损害无法用 酸化法解除 ， 硅酸盐钻井液体 系一般只能用于易 垮塌非储层段的钻井 。 5 ． 3 储层保护技术 针对上述损害机理 的研究， 对硅酸钻井液 的 储层保护技术进行探索 ， 提出以替换 、 稀化 、 缓释 、 屏蔽、 溶解等技术措施提高储层渗透率恢复值， 解 决硅酸盐钻井液储层保护能力不足的问题， 促进 硅酸盐钻井液体系的推广应用。 5 ． 3 ． 1 稀硅法 采用稀硅酸盐钻井液或有机硅酸盐钻井液 ， 能将渗透率恢复值提高到 8 0 ％左右 ， 基本满足油 层施工的需要 。目前 国内应用较 多的是稀硅体 系 ， 为了利用硅酸盐 的井壁稳定功能而在原有体 系中加入一定量的硅酸盐 ， 通常只是在个别井段 使用 ， 全井段很少使用 ， 有时过度强调硅酸盐的井 壁稳定功能和抑制性 ， 而忽略 了对地层 的损害。 现场试 验结果表 明， 在富含盐水 、 石膏地层钻井 时 ， 硅酸盐体系对储层的损害更严重。通过对体 系的优选和配方的优化 ， 硅酸盐体 系在聚合醇类 钻井液 、 磺化烷基糖苷类钻井液中具有较好 的配 伍性， 有较高的渗透率恢复值， 但硅酸盐的浓度应 8 ％ 的储层 保 护粒 子 如 超细 碳 酸钙 、 磺 化 沥 青 ， 使保护粒子 以量 和粒径 比的优 势优 先在井 壁上形成屏蔽层 ， 从而阻止 不易酸化的硅酸盐沉 淀粒子进入储层 ； 2 在进入储层前 ， 加入选择性 成膜剂 ， 在储层近井壁形成一层选择性的保护膜， 阻止游离的 S i O 和硅酸盐沉淀 、 溶胶和凝胶进入 储层 。此方法操作简单 ， 并能将渗透率恢 复值提 高到 8 5 ％左右。 6 结 论 1 硅酸盐的模数和加量对钻井液的抑制性 和流变性影响较 大 ， 钻井液 的 p H和温度对其抑 制防塌性有重要影响。 2 成膜机理是硅酸盐钻井液稳定井壁 的主 要抑制机理。硅酸盐稳定井壁的主要机理是 硅 酸盐在钻井液 中形成的各种颗粒通过吸附 、 扩散 或压差物理作用结合到井壁上 ， 封堵地层孔 隙与 裂缝 ； 硅 酸根离子与岩石表面或地层水 中的钙 、 镁 、 铝 、 铁等离子发生反应 ， 或钻井液滤液遇到低 p H的地层水后发生化学反应 ， 生成凝胶状物质和 新盐 硅酸钙 沉淀物 ， 沉淀封堵 岩心表面 ； 当温 度 8 0℃时， 硅酸盐的硅醇基与黏土矿物 的铝醇 基发生缩合反应 ， 产生胶结性物质 ， 从而封 固井 壁； 钻井液中的各种无机盐通过降低钻井液中水 的活度 ， 协调作用 ， 达到页岩去水化和改善页岩稳 定性 的目的。 3 良好的环境保护和井壁稳定能力是硅酸 盐钻井液主要 的技术优势 ， 但 与金属离子生成沉 淀造成不可逆的储层损害是影响其推广应用的主 要因素 。通过采取稀硅法 和屏蔽法这二种简单 、 可行的技术措施， 能有效提高储层渗透率恢复值， 解决硅酸盐钻井液储层保护能力不足的问题 ， 促 进硅酸盐钻井液体系的推广应用。 参考文献 [ 1 ] 杨振杰． 环保钻井液技术现状及发展趋势[ J ] ． 钻井液与完 井 液 ， 2 0 0 4， 2 1 2 3 94 2 ． [ 2 ] 蔡利山， 郭才轩． 中国硅酸盐钻井液技术面临突破【 J ] ．钻 井液与完井液 ， 2 0 0 7， 2 4 2 1 4 ． [ 3 ] 王波， 付饶， 赵胜英． 国内外硅酸盐钻井液研究应用现状 [ J ] ． 断块油气田， 2 0 0 5 ， 1 2 3 7 5 7 7 ． 【 4 ] 成效华 ， 马慧 ， 何兴华 ， 等． 硅酸盐钻井液技 术在牛斜 1 1 4井 中的应用 『 J ] ．钻井液与完井液 ． 2 0 0 5 ， 2 2 5 3 8 4 0 ． [ 5 ] 吕开 河 ， 朱金 智．高密 度饱 和盐 一稀硅 酸盐 钻 井液 技 术 [ J ] ． 石油钻采工艺 ， 2 0 0 3 ， 2 5 3 1 6一l 8 ． [ 6 ] 于志 刚， 吕宝 ， 杨 飞， 等． 川西知新场地 区稀硅酸盐防塌钻井 液技术 [ J ] ．钻井液与完井液 ， 2 0 1 2 ， 2 9 2 3 2 3 4 ． [ 7 ] 张高波， 张希红． 硅磺聚合物钻井液研究及应用[ J ] ． 钻井 液与完井液 ， 2 0 0 5 ， 2 2 4 1 62 0 ， [ 8 ] 金 军 斌． 新 型硅 酸 盐 无 渗透 钻 井 液 体 系 的研 究 与应 用 [ D ] ．东营 中国石油大学， 2 0 1 0 ． [ 9 ] 蔡 利山， 赵素丽． 硅酸盐 一烷基葡萄糖甘钻井液的研究与评 价 [ J ] ．钻井液 与完井液 ， 2 0 0 4 ， 2 1 2 2 3 2 6 ． [ 1 O ] 张洁， 杨贺卫． 聚合糖与硅酸盐钻井液的配伍性评价[ J ] ． 天然气工业 ， 2 0 0 9， 2 9 3 7 l 一7 3 ． [ 1 1 ] 邓贺垛． 陈华， 王浩．高平 4水平井组聚硅酸盐钻井液技 术 [ J _ ． 油气 田地面 [ 程 ， 2 0 0 9， 2 8 8 91 0 ． [ 1 2 ] 袁建强， 王松， 刘二平． 深水水基钻井液的室内研究[ J ] ． 钻井液与完井液 ， 2 0 1 0 ， 2 7 1 1 41 6 ． [ 1 3 ] 涂运中， 蒋国盛， 张吴． 海洋天然气水合物钻井的硅酸盐钻 井液研究[ J 1 ．现代地质 ， 2 0 0 9 ， 2 3 2 2 2 4 2 2 8 ． [ 1 4 ] 王松 ， 宋明全 ， 刘二平 ． 国外深 水钻井液技术 进展 [ J ] ．石 油钻探技术 ， 2 0 0 9 ， 3 7 3 81 I ． [ 1 5 ] 代礼杨 ， 李洪 俊 ， 苏 秀纯． 硫 酸钾／ 硅 酸盐钻 井液 技术 在 P r o s o p i s E11井 的应 用 [ J ] ．石 油 化工 应用 ， 2 0 1 0， 2 9 1 0 4 25 0 ． [ 1 6 ] 代 礼杨 ， 李洪 俊 ， 苏 秀纯． 硫 酸钾／ 硅酸 盐 钻井 液在 乍 得 B o n g o r 盆地的应 用 [ J ] ． 钻 井液 与 完井 液 ， 2 0 1 1 ， 2 8 3 3 63 8 ． [ 1 7 ] 张金波 ，范维旺 ，宁军明．KC 1 ／硅酸盐钻井液体 系在 苏 丹 6区的成功应用 [ J ] ．钻井 液 与完井 液， 2 0 0 7 ， 2 4 6 8l一8 3 ． [ 1 8 ] 王斌 ， 李强 ， 邱光远 ， 等． 缅甸 D区块 井下复杂原 因分析 及 钻井液 技术 对 策 [ J ] ．钻 井液 与完 井 液 ， 2 0 1 0 ， 2 7 2 8 48 6 ． [ 1 9 ] 郭健康， 鄢捷年． 硅酸盐钻井液体系的研究与应用[ J ] ． 石 油钻采工艺 ， 2 0 0 3， 2 5 5 2 02 4 ． [ 2 0 ] 魏新勇， 肖超， 韩立胜．硅酸盐钻井液综合机理研究[ J ] ． 石油钻探技术 ， 2 0 0 2 ， 3 0 2 5 】 一5 3 ． [ 2 1 ] 康少伟． 硅酸盐钻井 液体 系的研究 与应用 [ D] ． 大庆 东 北石油大学 ， 2 0 1 0 ． [ 2 2 ] 丁彤伟 。 鄢捷年． 硅酸盐钻井液的抑制性及其影响因素的 研究 [ J ] ． 石油钻探 技术， 2 0 0 5 ， 2 3 6 3 2 3 5 ． [ 2 3 ] 秦永和． 硅酸盐钻井液防塌机理研究与应用[ J ] ． 中国石 油大学学报 ， 2 0 0 7， 3 1 3 6 77 I ． [ 2 4 ] 鄢捷年． 钻井液工艺学[ M] ． 东营 中国石油大学出版社， 2 0 0 6 4 2 34 2 4 ． [ 2 5 ] 何恕， 郑涛， 敬增秀． 水基硅酸盐钻井液的页岩井眼稳定性 研究[ J ] ． 钻井液与完井液， 2 0 0 0 ， 1 7 3 2 5 2 7 ． [ 2 6 ] 罗春芝， 张玲霞， 宋元林． 硅酸盐钻井液储层保护室内研究 [ J ] ．石油与天然气化工 ， 2 0 0 1 ， 3 0 4 1 9 3一】 9 5 ． [ 2 7 ] 艾贵成． 硅酸盐钻井液的储层保护技术研究[ j ] ．断块油 气田， 2 0 0 8 ， 1 5 2 9 59 7 ． 2 0 1 2年 l 2月 孟丽艳等． 硅酸盐钻井液体系的研究进展 3 9 Pr o g r e s s o f Re s e a r c h o n S i l i c a t e Dr i l l i n g Fl u i d S y s t e m Me n g L i y a n H u a n g N i n g Z h a n g Q i l i n R e s e a r c h I n s t i t u t e o f Dr i l l i n g E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y o f S i n o p e c Z h o n g y u a n P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n B u r e a u ， P u y a n g 4 5 7 0 0 1 [ A b s t r a c t ] T h e d e v e l o p m e n t p r o c e s s a n d t h e f i e l d a p p l i c a t i o n o f s i l i c a t e d ri l l i n g fl u i d s a r e s u m m a ri z e d ， f o u r t y p e s o f s i l i c a t e d r i l l i n g fl u i d s ，i ． e ．p o l y me r d r i l l i n g fl u i d s ，e n v i r o n me n t f r i e n d l y d ri l l i n g fl u i d s ，d e e p wa t e r d ril l i n g t y p e d r i l l i n g fl u i d s a n d i n o r g a n i c s a l t d ri l l i n g fl u i d s ，a r e i n t r o d u c e d b ri e fl y ，t h e ma i n f a c t o r s a f f e c t i n g t h e p r o p e r t i e s o f s i l i c a t e d r i l l i n g fl u i d s l i k e mo d u l u s ，s i l i c a t e a mo u n t ，p H v a l u e a n d e n v i r o n me n t t e mp e r a t u r e， e t c ．a r e i n t r o d u c e d i n d e t a i l ，t h e me c h a n i s m o f s t a b i l i z i n g w e l l w a l l b y s i l i c a t e d ri l l i n g fl u i d i s d e s c ri b e d，t h e f a c t o r s t ha t ma y d a ma g e r e s e r v o i r wh e n s i l i c a t e d ril l i ng flui ds a r e u s e d a r e a n a l y z e d， a nd s o me r e s e r v o i r p r o t e c t i o n t e c hn i qu e s a r e p r e s e n t e d i n t h i s p a p e r ． [ Ke y w o r d s ] s i l i c a t e d ri l l i n g fl u i d ；af f e c t i n g f a c t o r ； s t a b i l i z a t i o n o f w e l l w a l l ； r e s e r v o i r p r o t e c t i o n J B E I 研究人员发现 改进木聚糖 的基因能更容易地提取和糖化 美 国能源部 D O E 联合生物能源研究所 J B E I 的研究人员于 2 0 1 2年 l 1 月 1 2 1 3 宣布， 已经确定 了 一 种水稻植株的抑制基因， 从而可提高木聚糖的提取 ， 以及制造生物燃料所需的糖类的总释放。 新发现 的基 因被称为 X A X1 ， 可用作从植物细胞壁获取极少木聚糖的提取物。J B E I 研究人员 ， 使用 的突变 的大米品种 ， 称为 x a x l ， 其中 X A X 1 基 因业已发现 ， 不仅使木聚糖可更多地提取 ， 而且糖化也可改 善高于 6 0 ％， 糖化可破解碳水化合物成为可释放的糖类。改进糖化是更高效率的生产先进生物燃料的 关键。 木聚糖仅次于纤维素， 是地球上最丰富的生物质材料 ， 因此理论上是用于生产先进生物燃料 的太 阳 能存储的巨大潜在来源。然而， 一个主要的障碍是， 从植物细胞壁提取木聚糖。J B E I 团队的发现标志 着消除这个障碍 的重大步骤。在识别 X A X1作为木聚糖的生物合成蛋 白质时 ， 已知的第一个酶是特定 的草木聚糖合成， 研究已经表明， 木聚糖可以被修改， 以便改进糖化。研究结果提供了新的见解， 木聚糖 的合成和木聚糖的替代品可被修改以增加生物燃料的产生。 木聚糖 ， 像纤维素一样 ， 是植物细胞壁的主要组成部分 ， 作为人类 和动物营养的重要来源。尽管它 是重要的 ， 但 已经确认用于合成木聚糖型多糖的只有极少数的酶。据认为 ， 木聚糖在植物细胞壁 中起到 致至关重要的结构作用 ， 通过与纤维素和其他的细胞壁成分的相互作用进行交联 。 木聚糖用于产生纤维素生物燃料对原料的改进是特别感兴趣 的， 产生纤维素生物燃料 目前是 昂贵 和低效 的过程。木聚糖抑制破解纤维素转化为糖类的酶 ， 并且是用于与木质素交联的额外基质， 所有这 些都使植物细胞壁很顽固。 要找到重要的草木聚糖的生物合成基因， 罗纳德 施勒和他们的合作者们， 重点针对 G T 6 1 家族的 糖基转移酶。G T 6 1 酶已通过生物信息学确定。使用水稻植物， 即用于研究草的标准植物模型， 他们进 行了l 4个基因反向遗传学筛选 ， 用插入水稻突变体可高度表达 G T 6 1 家族成员。这导致他们识别的突 变植物命名 x a x l ， 因为它的突变而导致 X A X 1 功能实施。 Gr e e n c a r c o ng r e s s． 2 01 2 1 1 1 3