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1、降粘剂 LHJN-1LHJN-1 是一种非常好的有机硅氟降粘剂聚硅氟是一类性能优异的新型合成材料，兼具有有机材料与无机材料的双重特性，纯粹的 Si-o-Si 键组成的无机化合物能耐温 1000 度以上，而有机取代后，热稳定性虽有下降，也达到 300 度以上，优于目前绝大多数有机物，分子中的 Si-C、F-C 键电负性差值小、极性弱，对离子型物质的反应敏感性小，具有良好的耐温、耐盐、耐碱作用，另外聚硅氟分子间作用力小，且具有螺旋结构，故其粘度随温度变化较小。LHJN-1 稳定性高的机理：聚硅氟分子中含有大量的 C-F 键的特殊材料，由于氟原子具 ,有最小的原子半径（除氢外） ，它的极化率小、电负
2、性高，C-F 键键长最短、结合能高，键特别牢固，大量的 C-F 键使分子间凝聚力缩小，使物质的表面自由能降低，形成其它物质很难附着和取代的双重特点，使其具有良好的稳定性。LHJN-1 降粘机理：钻井过程中，随着钻井液中土相增加，盐侵现象亦出现，形成大量呈网状结构的胶体粒子，这是钻井液增粘和性能不稳定的根本原因。特别是有钙、镁等有机盐侵入后，常规处理由于化学能低，无法取代，因而不能降粘。而聚硅氟处理剂以 Si-O-Si 为桥梁，利用聚硅氧烷和碳氟聚合链段低的界面张力和高的表面活性的协同效应，吸附于粘土胶体端面上，彻底改变了粘土的表面能，阻止了其它物质的侵入，使胶体颗粒更加相互独立从而拆散粘土网状
3、结构，放出自由水，同时 LHJN-1 通过形成水化膜稳定胶团使体系更加稳定。降粘剂 LHJN-2LHJN-2 是一种聚合物降粘剂 聚合物钻井液的结构主要由粘土颗粒与粘土颗粒、粘土颗粒与聚合物和聚合物与聚合物之间的相互作用组成，降粘剂就是拆散部分这些结构而起降粘作用的。LHJN-2 降粘作用的机理主要有以下几个方面：1）LHJN-2 降粘剂可吸附在粘土颗粒带正电荷的边缘上，使其转变成带负电荷，同时形成厚的水化层，从而拆散粘土颗粒间以“边-面” 、 “边-边”连接而形成的结构，放出包裹着的自由水，降低体系的粘度。同时，降粘剂的吸附还可提高粘土颗粒的电位，增强颗粒间的静电排斥作用，从而削弱相互作用。
4、2）近期研究发现，当低分子量聚合物降粘剂（如 SSMA、VAMA 等）与钻井液的主体聚合物（如 PHPA）形成氢键络合物时，因与粘土争夺吸附基团，可有效地拆散粘土与聚合物间的结构，同时能使聚合物形态收缩，减弱聚合物分子间的相互作用，从而具有明显的降粘作用。3)由于其分子量低，可通过氢键优先吸附在粘土颗粒上，从而顶替掉原已吸附在粘土颗粒上的高分子聚合物，从而拆散了由高聚物与粘土颗粒之间形成的“桥接网架结构” ；4)低分子量的降粘剂可与高分子主体聚合物分子间发生分子间的交联作用，阻碍了聚合物与粘土之间网架结构的形成，从而达到降低粘度和切力的目的。增粘剂 LHZN-1LHZN-1 为阴离子聚合物型增
5、粘剂。LHZN-1 增粘作用通过以下两种效应来实现：一是聚合物的桥联作用形成的网络结构能增强钻井液的结构粘度。聚合物在钻井液中的存在状态直接影响钻井液的性能。聚合物在钻井液中颗粒上的吸附是其发挥作用的前提。当一个高分子同时吸附在几个颗粒上，而一个颗粒又可同时吸附几个高分子时，就会形成网络结构，聚合物的这种作用称为桥联作用。当高分子链吸附在一个颗粒上，并将其覆盖包裹时，称为包被作用。桥联和包被是聚合物在钻井液中的两个不同吸附状态。实际体系中，这两种吸附状态不可能严格分开,一般会同时存在，只是以其中一个状态为主而已。吸附状态不同，产生的作用也不同，如桥联作用易导致絮凝和增粘等，而包被作用对抑制钻屑
6、分散有利。在 LHZN-1 的泥浆体系中，聚合物的吸附以桥联作用为主。二是游离（未被吸附）聚合物分子能增加水相的粘度，聚合物大分子链在水中的伸展可以形成水溶液的有效粘度，由于 LHZN-1 的分子链进行了疏水缔合处理，所以在盐水中也有较好的伸展效果。润滑剂 LHRH-1LHRH-1 属于复合有机润滑剂液体类润滑剂又可分为油性剂和极压剂，前者主要在低负荷下起作用，通常为酯或羧酸；后者主要在高负荷下起作用，通常含有硫、磷、硼等活性元素。往往有一些含活性元素（如硫、磷、氯）的润滑剂兼有两种作用，既是油性剂，又是极压剂。性能良好的润滑剂必须具备两个条件，一是分子的烃链要足够长（一般碳链 R 在C12C
7、18 之间） ，不带支链，以利于形成致密的油膜；二是吸附基要牢固地吸附在粘土和金属表面上，以防止油膜脱落。LHRH-1 润滑剂主要是通过在金属、岩石和粘土表面形成吸附膜，使钻柱与井壁岩石接触（或水膜接触）产生的固- 固摩擦，改变为活性剂非极性端之间或油膜之间的摩擦，或者通过表面活性剂的非极性端还可再吸附一层油膜。从而使回转钻柱与岩石之间的摩阻力大大降低，减少钻具和其它金属部件的磨损，降低钻具回转阻力。大致机理如下：（1）金属/岩石之间的致密润滑膜机理利用分子结构和分子量合适的植物油（一般碳链 R 在 C12C18 之间，不带支链）磺化和胺化衍生物，在摩擦界面上形成稳定吸附润滑膜，保证钻具与井壁
8、岩石之间的润滑性。（2）金属/金属之间的高强度极压润滑膜机理以动物油和多羟基醇为原料而制得的酯类有机物，在金属/金属界面上形成高强度的极压润滑膜，确保钻具与套管内壁之间润滑良好。（3）表面活性剂的复合多元膜效应机理表面活性剂在各种界面上强烈吸附，以及表面活性剂的协同作用，达到广谱润滑的效果。吸附能越大，吸附就越牢固，而吸附能与分子的结构和摩擦表面的性质有关。润滑剂合成时，在不饱和的碳链上引入了活性元素，在摩擦的条件下可以使钻具表面上的非极性烃类长链物质极化，产生定向排列，就象栽在刷子上柔软的猪鬃一样牢固地吸附在钻具表面，使钻具与井壁之间的接触变为油膜之间的接触。该产品分子除可与金属产生更强的化
9、学吸附外，其碳链上的活性元素还可在摩擦产生高温及新暴露的金属表面上引起化学反应，形成金属皂，构成极压固体润滑膜。化学反应膜不同于化学吸附膜，化学吸附时,润滑剂分子和金属分子之间形成化学键，金属离子不离开它本身的晶格，在热的作用下会发生脱附，而化学反应膜形成的金属皂使金属脱离原来的晶格，形成牢固的极压膜。极压膜由于熔点低于摩擦面的金属熔点，剪切强度低，从而减少摩擦、减少磨损。矿物油、植物油、表面活性剂等主要是通过在金属、岩石和粘土表面形成吸附膜，使钻柱与井壁岩石接触（或水膜接触）产生的固-固摩擦，改变为活性剂非极性端之间或油膜之间的摩擦，或者通过表面活性剂的非极性端还可再吸附一层油膜。从而使回转
10、钻柱与岩石之间的摩阻力大大降低，减少钻具和其它金属部件的磨损，降低钻具回转阻力。极压（EP）润滑剂在高温高压条件下可在金属表面形成一层坚固的化学膜，以降低金属接触界面的摩阻，从而起到润滑作用。故极压（EP）润滑剂更适应水平井中高侧压力情况下，钻柱对井壁的降摩阻需要。白油润滑剂 LHRH-2LHRH-2 主要为白油在钻井过程中，按摩擦付表面润滑情况，摩擦可分为：边界摩擦：两接触面间有一层极薄的润滑膜，摩擦和磨损不取决润滑剂的粘度，而是与两表面和润滑剂的特性有关，如润滑膜的厚度和强度、粗糙表面的相互作用以及液体中固相颗粒间的相互作用。有钻井液的情况下，钻铤在井眼中的运动等属边界摩擦；干摩擦（无润滑
11、摩擦）或称为障碍摩擦，如空气钻井中钻具与岩石的摩擦，或井壁极不规则光滑情况下，钻具直接与部分井壁岩石接触时的摩擦；流体摩擦：由两接触面间流体的粘滞性引起的摩擦。可以认为，钻进过程中的摩擦是混合摩擦，即部分接触面为边界摩擦，另一部分为流体摩擦。在高负荷边界面上，塑性表面的边界摩擦更为突出。在钻井作业中，摩擦系数是两个滑动或静止表面间的相互作用以及润滑剂所起作用的综合体现。性能良好的润滑剂必须具备两个条件，一是分子的烃链要足够长（一般碳链 R 在C12C18 之间） ，不带支链，以利于形成致密的油膜；二是吸附基要牢固地吸附在粘土和金属表面上，以防止油膜脱落。LHRH-2 通过在金属、岩石和粘土表面
12、形成吸附膜，使钻柱与井壁岩石接触（或水膜接触）产生的固-固摩擦，改变为活性剂非极性端之间或油膜之间的摩擦，或者通过表面活性剂的非极性端还可再吸附一层油膜。从而使回转钻柱与岩石之间的摩阻力大大降低，减少钻具和其它金属部件的磨损，降低钻具回转阻力。消泡剂 LHXP-1LHXP-1 采用特殊工艺，复合多种表面活性剂精制而成泡沫是气体被液体隔开的分散体系，气相是分散相，液相是分散介质，气泡间吸附着表面活性剂的气液界面和界面间的液体构成了泡沫的液膜。泡沫本身是热力学不稳定体系。单一组份的液体不能形成稳定的泡沫，如果液体中含有一种或几种具有起泡和稳泡作用的表面活性剂，则能产生能持续存在数十分钟乃至数小时的
13、泡沫。当吸附有表面活性剂的液膜受到外力冲击时，膜的局部会变薄，变薄处表面积增大，表面吸附活性分子的密度较前下降，表面张力增加，引起邻近处的表面活性分子同溶液一起向变薄处迁移，使变薄的液膜得到恢复。液膜具有变薄后恢复厚度的能力，就好像膜具有一定的弹性，液膜的这种性质称为液膜弹性，也叫自身修复作用。液膜变薄处还可以从本体溶液中吸附表面活性剂以得到平衡。如果表面活性剂分子从溶液中吸附的速度较从邻近处迁移的速度快，则变薄的液膜的表面张力和吸咐分子密度可恢复，但不能再变厚(无溶剂随同迁移)，因此得不到稳定。 LHXP-1 即可以改变液膜的弹性，使之变得不稳定。LHXP-1 中的有机硅的主链十分柔顺,这种
14、优异的柔顺性起因于基本的几何分子构形 .由于其分子间的作用力比碳氢化合物要弱得多,因此,比同分子量的碳氢化合物粘度低,表面张力弱,表面能小,成膜能力强.这种低表面张力和低表面能是它获得多方面应用的主要原因。作用原理为，改变泡沫的表面张力而使小气泡集合成为大气泡，使气泡破裂而达成消泡作用。稳定剂 LHFT-1LHFT-1 是一种有机硅化合物。表面水化是一种溶胀类型，其中水分子被吸附在晶体表面上，氢键连接将一层水分子固定在暴露的晶体表面上的氧原子上，随后水分子层排列，从而在单元层之间形成导致以轴间距增加的准晶结构，事实上，所有类型的粘土都以这种方式常用。有机页岩抑制剂与粘土活性位置竞争水分子并且由
15、此可以降低粘土的溶胀。离子水化是指在粘土所含硅酸盐晶片上的补偿性阳离子周围形成水化壳，它一方面增加粘土表面的水化膜厚度，同时水化离子又与水争夺粘土晶面的连接位置。此阶段阳离子引起的膨胀力还不足以破坏阳离子与层表面负电荷引起的静电引力，因而粘土仅产生晶格膨胀，即表面水化膨胀。LHFT-1 主要成份是 CH3Si(OH)2ONa 的不同分子缩合物，分子中的 Si-OH 键容易与粘土上的 Si-OH 键缩聚成 Si-O-Si 键，形成牢固的化学吸附，在粘土表面上形成一层甲基朝外的 CH3-Si 吸附层，使粘土表面产生润湿反转，阻止和减缓了粘土表面的水化作用，也降低了钻井液中粘土颗粒间的相互作用力，削
16、弱了网架结构，因此有机硅可有效地防止泥页岩水化膨胀、坍塌，具有良好的抑制性及化学防塌能力，也具有较好的钻井液稀释能力和提高钻井液润滑性。此外，据介绍有机硅本身的裂解温度较高，且能与粘土表面产生牢固的化学吸附作用，因此在钻井液中其抗温能力可达 200 以上。防塌剂 LHFT-2本产品为天然产品的改性产物LHFT-2 稳定页岩主要是靠吸附 -包被作用。页岩是通过粘土颗粒胶结而成的，其强度随颗粒间的引力增大而增加。当页岩与水接触时，水分子慢慢扩散到页岩地层中，引起粘土水化膨胀，最终以胶体或固相颗粒分散到液体中。表面水化是一种溶胀类型，其中水分子被吸附在晶体表面上，氢键连接将一层水分子固定在暴露的晶体表面上的氧原子上，随后水分子层排列，从而在单元层之间形成导致 c轴间距增加的准晶结构，事实上，所有类型的粘土都以这种方式常用。有机页岩抑制剂与粘土活性位置竞争水分子并且由此可以降低粘土的溶胀。离子水化是指在粘土所含硅酸盐晶片上的补偿性阳离子周围形成水化壳，它一方面增加粘土表面的水化膜厚度，同时水化离子又与水争夺粘土晶面的连接位置。此阶段阳离子引起的膨胀力还不
