四求试验机
钻井液是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称。钻井液又称作钻井泥浆，或简称为泥浆。钻井液的循环通过泥浆泵来维持，从泥浆泵排出的高压钻井液经地面高压管汇﹑立管﹑水龙带﹑水龙头﹑方钻杆﹑钻杆﹑钻铤到钻头，从钻头喷嘴喷出，再沿钻柱与井壁（或套管）形成的环形空间向上流动，到达地面后经排出管线流入泥浆池，再经各种固控设备进行处理后进入泥浆泵循环再用。钻井液流经的各种管件﹑设备构成了一整套钻井液循环系统。钻井液的基本功用为：携带和悬浮岩屑，稳定井壁和平衡地层压力，冷却和润滑钻头、钻具，传递水动力。
随着钻井液工艺技术的不断发展，钻井液的种类越来越多。目前，国内外对钻井液有各种不同的分类方法。根据流体介质的不同，总体上分为水基钻井液﹑油基钻井液和气体型钻井流体等三种类型，近年来又出现了一类合成基钻井液。水基钻井液在实际应用中一直占据着主导地位。水基钻井液是由膨润土、水（或盐水）、各种处理剂、加重材料以及钻屑所组成的多相分散体系。膨润土是最常用的配浆材料，在其中主要起提粘切﹑降滤失和造壁等作用。膨润土的用量不宜过大，否则会造成钻井液粘切过高，还会严重影响机械钻速，并对保护油气层产生不利影响。油基钻井液的组成：水滴为分散相、油为连续相、乳化剂、润湿剂、亲油的固体处理剂（有机土﹑氧化沥青等）、石灰加重材料。气体型钻井流体主要适用于钻低压油气层﹑易漏失地层以及某些稠油油层。其特点是密度低，钻速快，可有效保护油气层，并能有效防止井漏等复杂情况的发生。合成基钻井液主要为国外生产，效果较好，但是价格昂贵，国内使用较少。
钻井液的常规性能要求有：密度、流变性、滤失造壁性、固相含量和膨润土含量、含砂量、 pH值、破乳电压（针对油基钻井液），其中滤失造壁性是非常重要的性能。在钻进过程中，钻井液会侵入岩缝，造成井壁周圈岩层的疏松、坍塌，钻井液就会渗漏到地层中，给钻井带来巨大的损失。目前油田中普遍存在因为钻井液滤失造壁性不好导致的泥浆渗漏。钻井时每口井的钻井液用量很大，需要资金上百万元，出现钻井液渗漏的现象就需要不断的重新注入新的钻井液，这样一来每口井浪费的钻井液成本达几十万甚至上百万元，更严重的是井壁的大幅度坍塌往往会导致一口井报废，对于拥有成千上万口井的油田企业来说，其运营成本的增加很大。加入降滤失剂的目的就是要通过在井壁上形成低渗透率、柔韧、薄而致密的滤饼，尽可能降低钻井液的滤失量，即损失量。如今，国内对降滤失剂的研究水平比较低，大部分研究都针对满足基本的行业标准，但是实际上钻井的工况非常复杂，仅仅达到标准的产品不能十分有效的解决问题，而且市售的降滤失剂技术含量较低，价格都比较昂贵，因此研发一种性能优异，价格低廉的降滤失剂成为科研工作者的关注热点。
目前国内外降滤失剂的主要成分分为三大类：（1）高聚物，主要是丙烯酸衍生物的均聚物和共聚物，常见的有2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酸 （AA）、丙烯酰胺 （AM）。其他高聚物有木质素磺酸盐、取代丙烯酰胺、2-羟基-3-甲基丙基-三甲基氯化铵（HMOPTA）、磺甲基褐煤腐殖酸钾-丙烯腈、淀粉-水解聚丙烯腈反应产物、磺化酚醛树脂、树皮酚等。（2）纤维，一般为菜籽油粕、秸秆纤维。（3）固体颗粒物，最常用的是纳米膨润土复合体，无机-有机单体聚合物也得到越来越广泛的应用。但是现有的降滤失剂存在以下一些问题：（1）聚合物本身原料价格昂贵，大大提高了钻井液的成本。（2）淀粉和普通的纤维的耐热性差（130℃就碳化），不能满足深井钻井液的耐高温要求（280-300℃）。（3）降滤失机理尚不清楚。三种类型的降滤失剂的单独使用都不能满足降滤失要求，但对三种剂的复合效应的研究很少，机理不清，阻碍了耐高温等特种降滤失剂的发展。（4）对同时具有良好降滤失和润滑性的多效添加剂研究较少。
针对以上问题，中国地质大学（北京）表面工程研究所润滑材料课题组努力探索其他种类的新型降滤失剂，采用摩擦学和摩擦化学的基本原理，添加剂的复合技术，以及纳米技术，合成新型多效添加剂。研究出以烟炱（废发动机油再生副产品）、特种耐热纤维 、纳米技术制备和修饰的膨润土、价廉的聚合物（如含有木质素、腐殖酸等的高聚物）为主要成分的新型润滑防渗多效钻井液添加剂。烟炱在废油再生过程中很容易得到，几乎不需要成本。膨润土的价格非常低廉，修饰方法也比较简单。木质素等高聚物可以自己提取，工艺简单，成本极低，对整套生产设备的要求低。对此多效添加剂通过降滤失实验来评价其性能，代号为FR-5M的多效降滤失剂的降滤失实验结果滤失量从28ml降低到16.4ml，具有良好的效果。降滤失性的提高使钻井液的渗漏现象明显得到缓解；通过添加剂的复合等技术改善钻井液的润滑性能，得到了和普通基础润滑油润滑性能相当的效果，降低了钻杆和岩石等的摩擦系数，在一定程度上提高了钻进速度；通过改善钻井液的成分，使用的各种剂都能耐高温，添加此多效添加剂后使钻井液耐温性提高，减缓了钻井液的老化速度，使钻井液的粘度不发生大的变化，从而节约了钻井液的使用成本。在实验的基础上探索降滤失剂三种成分的交互作用，包括纤维长度和尺寸分布对降滤失剂效果的影响，乳化液的颗粒度对降滤失剂效果的影响，膨润土的颗粒度、插层和表面修饰对降滤失剂效果的影响，以上因素的交互作用及其机理，对润滑防渗多效钻井液添加剂的使用和进一步研究提供了理论依据。所得的多效钻井液添加剂具有良好的降滤失性，另外还可改善钻井液的润滑性和耐温性。市售产品要不只具有降滤失效果，要不只能提高耐温性，改善润滑性的产品很少，没有见到同时具有降滤失性、耐温性和改善润滑性的多效添加剂产品，因此润滑防渗多效钻井液添加剂的成功研制具有重大的实际意义和广阔的市场前景。
实验研究的成果引起了一些油田钻探企业的兴趣，他们对此多效添加剂的应用前景很看好，希望借此能解决油田钻井过程中渗漏带来的一系列问题。这也为实验室研究提供了更大的动力，他们今后将会研究不同类型的降滤失剂及其组合对润滑性能的影响。相信通过中国地质大学（北京）表面工程研究所润滑材料研究室研究工作者的深入研究，更多种类的钻井液添加剂不久将会面市。