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随着全球范围内绿色化学的兴起，研发环保效益好的新型钻井液添加剂受到油田科技工作者的广泛关注。本文选择具有来源广、无毒等特点的天然聚合糖SJ为原材料进行化学改性，并测定改性产物作为钻井液添加剂的效能。研究聚合糖钻井液体系在现场的应用，探索聚合糖钻井液体系作用机理。本文对天然聚合糖衍生物SJ分别进行磺化、磷酸酯化、阳离子化改性。通过正交实验和极差分析对反应中改性剂加量、反应时间、反应温度和pH四个因素的影响进行了分析，优化确定适宜的改性反应条件。研究了改性前后聚合糖的性能变化，评价了改性聚合糖衍生物对水基钻井液作用效能影响。改性后的聚合糖在常温钻井液中的性能有所提高，表现出明显的增粘效果及降滤失效果，具有一定的润滑效果。磺化产物SJS加量为0.5%时增粘率达到135.1%，滤失量降低22.9%；磷酸酯化产物SJP加量为0.5%时增粘率达到80.1%，滤失量降低29.2%；阳离子化产物SJN加量为0.5%时处理浆发生絮凝现象，0.3%SJN处理浆增粘率达到472.5%，滤失量降低14.9%；钻井液老化实验表明改性后聚合糖钻井液的抗温性有略微下降。三种改性产物的处理浆在高温老化后粘度表现不规律，老化温度超过120℃时滤失量急剧增大。膨润土线性膨胀实验和泥球实验结果表明，聚合糖水溶胶液可以在粘土表面形成一层水化膜，改性后产物的抑制防塌作用明显增强。本文对以改性产物KD-03为主剂的聚合糖钻井液体系进行现场应用。该体系在钻进过程中保持较好的粘度和较低的滤失量。整个钻井过程中钻井液携砂良好，停钻起钻均未见异常。岩屑包被完整规则，观察返排岩屑发现井壁未出现明显的垮塌剥落现象，能够满足钻井工程需要。CODCr/BOD5实验表明聚合糖钻井液具有良好的可生物降解性，说明聚合糖钻井液体系具有环保、二次伤害小的特点。