烷基糖苷（APG），由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成，是国际公认的首选“绿色”功能性表面活性剂。可作为沐浴露、洗面奶、洗手液、蔬菜水果清洗剂等日用化学品的主要原料。

自2010年起，该院在国内率先对钻井液用APG抑制剂进行研究，5年来已形成具有世界领先水平的糖苷类特色产品系列及类油基钻井液体系。主要包括烷基糖苷、阳离子烷基糖苷、聚醚胺基烷基糖苷、两性离子烷基糖苷、甘油基烷基糖苷、聚醚烷基糖苷、多胺基烷基糖苷等。

烷基糖苷钻井液存在缺陷

20世纪90年代，为了保护环境，国外采用了一种绿色类油基钻井液——APG钻井液，现场应用效果较好。

该钻井液以防塌效果好、抗污染能力强、热稳定性与润滑性良好等特点，成为钻探各种复杂地层和高难度井的重要钻井液。由于其是一种水基钻井液，无毒环保、易生物降解，因而在国外十分走俏。

然而，进口这种绿色钻井液价格十分昂贵。况且要想充分发挥其作用，APG加量至少要在35%以上。加之其在高温下易发酵，对致密砂岩之外的泥岩及含泥岩地层起不到抑制作用，因而国内市场的反应并不热烈。

为此，中原石油工程钻井工程技术研究院决定自主研发一种既能克服APG钻井液缺点，又绿色环保、性能卓越的钻井液。

阳离子烷基糖苷抑制效果明显

“为了克服APG加量大的缺点，我们引入季铵盐阳离子基团，研发出阳离子烷基糖苷（CAPG），现场应用效果很好。”该院博士后、主任师司西强说。

CAPG岩屑回收率较APG提高了50%，抗高温能力达到160摄氏度，可直接加入钻井液作为抑制剂单独使用，也可配成CAPG钻井液体系使用。

作为抑制剂使用时，加量为2%～5%；作为主剂形成CAPG钻井液使用时，其用量为5%～30%。

中江区块位于川西坳陷东坡，地层情况复杂，多口井在钻井过程中出现井壁失稳，严重影响施工进度和井身质量。中江16H井二开井段长2001米，其中水平井段长1008米，钻井液密度为1.99克/立方厘米。在引入CAPG抑制剂后，完井作业十分顺利。

目前，该院已形成成熟的阳离子烷基糖苷生产技术，生产产品305吨，在陕北、中原、四川、内蒙古等地区现场应用24口井，井壁稳定效果明显，有效减少了井下复杂情况，降低了钻井成本。

聚醚胺基烷基糖苷也不示弱

为进一步完善糖苷类产品性能，扩大适用范围，并形成糖苷类抑制剂特色产品系列，该院通过分子设计和合成设计，研制出聚醚胺基烷基糖苷（NAPG）。

NAPG是一种强抑制剂，对现场强水敏性泥岩、泥岩与玄武岩互层等易坍塌地层有着卓越的预防井壁坍塌及井壁坍塌后的现场补救能力，井壁稳定效果突出，能大幅提高机械钻速，且加量较低。

“国内现在常用APG与聚胺复配以达到与NAPG相似的抑制效果，但这种方法的缺点是加量不好控制，一旦超过一定量，钻井液的性能就会改变。聚胺市场售价一吨6万元左右，而NAPG一吨不到3万元，后者有着明显的价格优势。”司西强介绍说。

目前，该院用NAPG已生产产品90吨，在7口井中成功应用。

顺南6井岩性主要为粉砂岩、泥岩、泥质粉砂岩，使用NAPG产品后，平均井径扩大率为4.38%，而邻井顺南1井为17.3%。使用NAPG前，该井掉块较多，井壁失稳严重，起下钻遇阻；使用NAPG后，掉块明显减少，起下钻顺畅。

3月9日，NAPG在中原方3井应用成功，解决了东营、沙一岩层交界处砂泥岩地层井壁坍塌、掉块等诸多难题，实现了安全快速钻井。在使用NAPG后，三开侧钻井段较原直井段平均井径扩大率降低32.16%，效果显著。

目前，该院正在进行以CAPG和NAPG为核心主剂的类油基钻井液体系研究，积极打造钻井液中的“环保先锋”。