钻井过程中,钻井液是最先与岩石接触的流体,性能优良的钻井液可显著提高钻井速度。表面活性剂是钻井液的重要组成部分,研究表面活性剂与岩石的相互作用,对提高机械钻速和研发新的钻井液体系有很重要意义。本文从液体与岩石的作用原理入手,研究了表面活性剂在不同流体中对岩石性质和钻速的影响。选用不同类型的表面活性剂:十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)以及OP-10,并考察了这四种表面活性剂在水、膨润土-水分散体系、正电胶钻井液中对钻速的影响。通过试验,分析了表面活性剂对岩石表面的ζ电位以及不同钻进流体的表面张力、粘度、pH值等性质的影响,并研究了这些性质与钻速提高率之间的关系。表面活性剂水溶液钻进时,BS-12提高机械钻速的效果最好,最大钻速提高率为12.95%,其次是OP-10、CTAB水溶液,钻速提高效果最差的是SDBS水溶液,最大钻速提高率仅为4.3%。在膨润土-水体系中,CTAB、BS-12有较好的提速效果,最大钻速提高率分别为10.18%、8.72%,其次是OP-10和SDBS。在正电胶钻井液中,SDBS提高机械钻速的效果最好,最大钻速提高率为8.92%,其次是OP-10,最大钻速提高率为6.09%,CTAB、BS-12的提速效果不明显。