水基钻井液中固壁剂的研究进展与应用现状
Research Progress and Application Status of Wellbore-Stabilizing Agents in Water-Based Drilling Fluids
摘要: 随着页岩油气井钻探深度和复杂性增加，井壁稳定性成为水基钻井液研究的重要方向。文章系统综述了水基钻井液中固壁剂的研究进展与应用现状，重点分析了不同类型固壁剂的作用机理及性能特征，包括降低水活度类、增粘液相类、封堵裂隙类、改变润湿类及桥联包被类等。同时，介绍了典型固壁剂的分子结构设计及其对黏土水化、膨胀和滤失的抑制效果，总结了环保型钻井液的发展趋势，如有机盐钻井液、合成基钻井液、聚合醇钻井液及可逆乳化钻井液，并强调了阳离子聚丙烯酰胺类聚合物在井壁稳定中的应用价值。研究表明，固壁剂通过降低钻井液水活度、增强滤饼致密性、填充微裂隙、改变润湿性及桥联包被等多重机制，有效提升井壁稳定性并保护储层；绿色环保型固壁剂逐渐成为水基钻井液体系的发展趋势。研究结果为深井、高温、高压条件下钻井作业提供了理论依据和技术支持。
Abstract: With the increasing depth and complexity of shale oil and gas well drilling, wellbore stability has become a critical focus in the study of water-based drilling fluids. This review systematically summarizes the research progress and current applications of wellbore-stabilizing agents in water-based drilling fluids, with particular emphasis on the mechanisms and performance characteristics of different types of stabilizers, including water activity reduction agents, fluid viscosity enhancers, pore and fracture sealing agents, wettability modifiers, and bridging and encapsulating polymers. Typical stabilizers’ molecular structures and their effects on clay hydration, swelling, and filtration loss are analyzed. The development trends of environmentally friendly drilling fluids, such as organic salt-based fluids, synthetic-based fluids, polyol-based fluids, and reversible emulsion fluids, are also discussed. Cationic polyacrylamide polymers are highlighted for their significant contributions to wellbore stabilization. Studies indicate that stabilizers improve wellbore stability and protect the formation through multiple mechanisms, including reducing fluid water activity, enhancing filter cake compactness, sealing microfractures, modifying wettability, and bridging/encapsulating clay particles. Environmentally friendly wellbore stabilizers are gradually becoming the development trend for water-based drilling fluid systems. These findings provide a theoretical basis and technical support for drilling operations under deep-well, high-temperature, and high-pressure conditions.
文章引用：马彩文, 李越. 水基钻井液中固壁剂的研究进展与应用现状[J]. 矿山工程, 2026, 14(4): 1021-1033. https://doi.org/10.12677/me.2026.144102

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