石油深井水基鉆井液性能控制因素及應用探討

胡洋洋

摘 要：水基鉆井液作為石油深井工程中不可缺少的重要因素，提高了深井工作的運行和效率，其很多性能決定了深井工作是否能順利的開展下去。水基鉆井液的主要構成因素有水、處理劑、膨潤土和鉆屑等多種材料，這些材料體系的組成決定了水基鉆井液的性能，因此，本文基于水基鉆井液在高溫、高壓性能，沉降和流變性能以及失水造壁性能的控制應用上，對控制原理進行了探究，分析了我國當下石油深井工程中水基鉆井液性能的應用和發(fā)展，以期能為水基鉆進液的應用提供可借鑒的建議，進而解決我國未來石油深井開采過程中可能遇到的難題和困境。

關鍵詞：石油深井;水基鉆井液;性能;控制因素;應用

一、石油深井水基鉆井液的應用探究

水基鉆井液作為我國目前應用廣泛的綜合性技術工藝，在石油深井過程中占據(jù)著不可或缺的重要地位。可目前我國在石油深井中水基鉆井液的性能還沒有做到完善的控制和應用，仍然存在著高溫、高壓、高密度等的影響因素，存在著沉降、流變性和失水造壁性的失控，因為在實際工程中，很難同時應對低溫與高溫流變性的差異，很容易導致HTHP大量失水和泥餅變厚的現(xiàn)象，因此還需要相關工作人員繼續(xù)研究探討水基鉆井液的性能控制方案。

據(jù)可靠調查數(shù)據(jù)顯示，因為石油深井鉆井工程的特殊性和復雜性，讓水基鉆井液在以往工作中可以全方位分析深井內外環(huán)境的優(yōu)勢受到了限制，很容易發(fā)生難以預測的突變因素，如果沒有做到在技術和原理方向上細致周到的分析，沒有在鉆井液承受高溫和高壓時，計算到環(huán)空中的摩擦指數(shù)和石屑的反速度指數(shù)，很容易會發(fā)生對高溫高壓環(huán)境下處理劑選擇不當?shù)膯栴}，進而阻礙了石油深井工程的正常運行。

二、石油深井水基鉆井液性能控制原理和影響因素

（一）對水基鉆井液耐高溫、高壓性能的控制

高溫度和高壓力是影響石油深層鉆井工程的兩項重要參數(shù)，會直接關乎到水基鉆井液的性能發(fā)揮，因此如何設計出完善的方案來控制水基鉆井液在高溫、高壓的環(huán)境下實現(xiàn)高效工作是我們目前要著重考慮的問題。也是未來我國石油工程行業(yè)重要的研究領域和方向。

在實際的石油深井工程中需要對高溫、高壓條件進行分析和控制的方向可以分為以下兩點：一是對水基鉆井液中的豁土含量進行嚴格的把控，通過最低含量限制標準來控制豁土量，因為水基鉆井液本身的特征就是流動性強，并不能承載下過多的豁土量，這就導致豁土在其中上下空間限制性很大，再加上外界的高溫和高壓會大大降低豁土的性能。二是通過研制、開發(fā)更耐高溫的處理劑，將該處理劑運用在水基鉆井液中，進而來有效預防高溫高壓環(huán)境下發(fā)生的鉆井液鈍化、聚集和分離的現(xiàn)象，為今后石油深井水基鉆井液性能的應用提供有力的保障。

（二）對水基鉆井液沉降和流變性能的控制

水基鉆井液的沉降和流變性能在石油深井工程中也有著非常重要的影響作用，其直接影響到鉆井液的性能發(fā)揮。在實際工作中，只有水基鉆井液達到一定的密度標準才能滿足深井鉆井的高要求，較高的密度可以維持深井內的壓力平衡，但反過來卻造成了水基鉆井液的沉降性能和流變性能的排斥性，就像如果水基鉆井液的沉降性能有所提高，則一定會引發(fā)鉆井液流動性能的降低，反過來流動性也會影響到沉降性能。為了解決沉降性能和流動性能之間的沖突，可以利用改變石油深井工程中的液相密度、增添可以耐高溫的抗黏劑，或者采用更適當?shù)募又夭牧?，以此來平衡水基鉆井液的沉降性能和流變性能，具體措施可以通過選用直徑恰當?shù)闹鼐蹃砀淖?，這個方法已經通過實踐得到證明，即使現(xiàn)實中黏土的含量會直接影響到鉆井液的沉降性能和流變性能，但是科學合理的石粉粒徑大小能有效改善黏土量帶來的不良影響，因此，最好采用直徑相對較小、較合理的固相顆粒來對水基鉆井液沉降和流變性能進行良好的控制。

（三）對水基鉆井液失水造壁性能的控制

在實際的石油深井工程中，水基鉆井液含有的“自由水”會伴隨鉆井深度的不斷增加，逐漸地滲透到巖石層中，這樣就會增加水基鉆井液中的固相顆粒，這些顆粒物會慢慢凝結成固體的餅狀物附著在石油壁上，造成我們通常所說的失水性造壁現(xiàn)象。失水性造壁現(xiàn)象一旦發(fā)生會直接影響到井壁的滲透性，滲透力減弱自然會阻礙后續(xù)水基鉆井液進入到地層內部，最終破壞了鉆井液的發(fā)水性能。通常在實際石油鉆井過程中，固相顆粒的大小像粒徑的長短、級配都會直接造成失水造壁現(xiàn)象，我們可以采取以下4方面的措施來改善這一現(xiàn)象：一是在鉆井工程中采用抗高溫高壓和抗鹽性的處理劑，比如降慮失劑的應用，來有效避免抑制性現(xiàn)象如降解和解吸現(xiàn)象;二是采用密度較高、質量較優(yōu)的重晶石，最好能達到最佳的級配方式，將大、中、小三個級別的顆粒能科學的分配開，以此來降低顆粒之間的摩擦力和互相作用力，進而有效降低過濾流失的水分，優(yōu)化流變性能;三是為重晶石顆粒創(chuàng)造一個相對松散的環(huán)境，可以通過在其表面加入高效稀釋劑來凝成水膜達到目的效果;四是加入有機鹽來增強液相密度，這樣一來既可以降低重晶石含量過多造成的流變性能失控的風險，又可以有效減體系活度，增強抑制性，維持石油深井壁面的穩(wěn)定性。

三、總結與展望

綜上所述，現(xiàn)如今隨著經濟發(fā)展的不斷進步，為我國的石油鉆井工程也提出了新挑戰(zhàn)和新要求，而在石油深井工程的發(fā)展過程中，必然會伴隨著對水基鉆井液性能的控制與應用。因此相關部門和工作人員更要注重對水基鉆井液質量的提高和控制，從高溫、高壓性能、沉降和流變性能、失水造壁性能等多方面進行良好的把控，分析影響深井工作的主要因素和原理，科學合理地進行鉆進液配比，爭取讓石油深井工作做到安全可靠。

總之，在實際的石油深井工程中，我們應該把會影響到深井工作的因素進行全面的考慮和分析，盡最大可能將水基鉆井液的性能充分應用和發(fā)揮出來，推進我國石油深井工程的發(fā)展與進步。

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