油基鉆井液相關(guān)問題研究

田永崗

（新疆貝肯能源工程股份有限公司，新疆 克拉瑪依 834009）

一、油基鉆井液懸浮和乳液穩(wěn)定性問題

油基鉆井液加重材料的沉降性問題比較突出，嚴(yán)重影響了鉆井液的懸浮穩(wěn)定性能。經(jīng)研究油包水鉆井液的水相組成，以及加重劑的油潤(rùn)濕性成為影響懸浮穩(wěn)定性的重要因素。如將磨碎的重晶石添加到白油中，可提高其抗沉降和油濕性能。重晶石進(jìn)行處理后可形成黏性低、高密度、低固相的鉆井液。事實(shí)證明，油基鉆井液在高溫的條件下粘度性能會(huì)有所降低，因此采用一定的措施，提高鉆井液高溫條件下的穩(wěn)定性能，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。研制出具有較強(qiáng)抗溫性能的潤(rùn)濕劑、提切劑以及高溫增黏劑，能夠明顯的改善鉆井液的穩(wěn)定性。

為了充分發(fā)揮鉆井液的最佳潛能，應(yīng)首先保證其具備良好的穩(wěn)定性，而判斷鉆井液穩(wěn)定的優(yōu)劣的重要指標(biāo)為破乳電壓。穩(wěn)定性強(qiáng)弱數(shù)據(jù)，通常在低溫條件下，測(cè)量處理過的鉆井液獲得。顯然它不能客觀的反映出鉆井液處在高溫狀態(tài)下的穩(wěn)定性。針對(duì)這種方法存在的缺陷，可使用SW-I高溫高壓電穩(wěn)定儀測(cè)量其處在高溫條件下的破乳電壓。從鉆井液的組成角度分析，高溫穩(wěn)定性和表面活性劑性能，對(duì)乳液穩(wěn)定起著決定性作用，因此為了提高鉆井液的穩(wěn)定性，不能忽略對(duì)表面活性劑性能方面的研究。

二、油基鉆井液封堵問題

油基鉆井液盡管抑制性能較為顯著，但是如果油進(jìn)入到破碎性地層中，仍會(huì)給其穩(wěn)定性造成一定的影響。因此實(shí)際生產(chǎn)時(shí)應(yīng)認(rèn)真對(duì)待油基鉆井液封堵問題。研究證明，如在鉆井液中添加一些粘彈性材料、變形材料、纖維材料等，能夠改善鉆井液的封堵性能，進(jìn)而提高井壁穩(wěn)定性，保證鉆井施工的順利進(jìn)行。例如，我國(guó)南海油田開發(fā)時(shí)曾遇到微裂縫以及硬脆、水敏性泥頁巖層理發(fā)育的情況，如處理不慎鉆井非常容易坍塌，增加鉆井作業(yè)難度。針對(duì)這一情況，對(duì)硬脆、水敏性泥頁巖層理進(jìn)行綜合的分析，配合使用多粒徑封堵材料，結(jié)果使鉆井液在井壁周圍形成一層“隔離膜”，提高了泥餅封堵地層性能。同時(shí)綜合分析配伍試驗(yàn)，終于研究出了封堵性能顯著的油基鉆井液體系，有效解決了油田開采井壁易垮塌的問題。

三、油基鉆井液溫度敏感性問題

油基鉆井液在低溫條件下粘度較高，例如，當(dāng)溫度低于40℃時(shí)，鉆井液的粘度升高已非常明顯，尤其密度較高的鉆井液從井底上升到地面上時(shí)粘度上升更大。往往給鉆井作業(yè)帶來不利影響，因此采取有效措施降低鉆井液低溫狀態(tài)下的粘度至關(guān)重要。例如，國(guó)內(nèi)某油田開采時(shí)曾利用密度為2.1g/cm3的油基鉆井液施工時(shí)，就遇到了這一問題，影響鉆井的正常進(jìn)行。針對(duì)鉆井液粘度受溫度影響這一顯著問題，專家們進(jìn)行潛心研究提出了流變性預(yù)測(cè)模型，為分析鉆井液低溫粘度問題提供技術(shù)支撐。

四、鉆井液或鉆屑污染問題

采用油基鉆井液時(shí)由于鉆井液或鉆屑的產(chǎn)生，往往給環(huán)境造成一定的影響，因此，探索既經(jīng)濟(jì)又切實(shí)可行的處理方法，進(jìn)而研制出污染小的鉆井液體系，是減少污染的重要途徑。

實(shí)際施工時(shí)，如果鉆屑中含有的鉆井液量比較大，則處理難度就越大。因此為了避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，通常添加適量的CSS到鉆井液中，能夠降低鉆屑中的鉆井液。另外，向鉆井液添加適量具有油溶性聚合物表面活性劑，便可得到特殊的油基鉆井液體系，經(jīng)試驗(yàn)該液體體系在減少鉆屑污染上有較大改觀，但是要想進(jìn)一步提升其性能，還需要進(jìn)行深入研究。

為了解決油基鉆井液引發(fā)的安全問題，采用無毒、低毒的鉆井液體系是可行的思路，這一結(jié)論在我國(guó)南海油氣田開采中得到了驗(yàn)證。結(jié)果顯示，采用毒性較低的油基鉆井液不但具有較好的潤(rùn)滑性能，而且井眼穩(wěn)定。

另外，植物油不但毒性低，而且具有較高的燃點(diǎn)，同時(shí)還能循環(huán)利用，因此可以考慮使用植物油基鉆井液，以達(dá)到降低環(huán)境污染的目的。例如，棕櫚油基鉆井液具有無毒、生物降解率高（在厭氧條件下，巖屑與鉆井液的生物降解率能達(dá)到80%）等優(yōu)點(diǎn)，因此可在實(shí)際施工中加以運(yùn)用。同時(shí)還可以考慮使用具有逆轉(zhuǎn)特性的油基鉆井液，一方面它具備一般鉆井液的特性，另一方面，當(dāng)鉆井施工結(jié)束后能夠轉(zhuǎn)變?yōu)樗腿榛@井液，使巖石表面重新回到水濕狀態(tài)，防止油相滲透率下降，進(jìn)而能夠起到保護(hù)儲(chǔ)層的作用。如在海上鉆井可根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)鉆屑處理適當(dāng)簡(jiǎn)化，以此降低處理費(fèi)用開支。

五、低剪切速率流變控制問題

鉆井作業(yè)時(shí)，低剪切速率流變控制應(yīng)重點(diǎn)做好以下兩方面內(nèi)容：其一，溫度較低時(shí)，低剪切速率下粘度不宜太高；其二，溫度較高時(shí)，低剪切速率下應(yīng)有粘度，以此保證其攜砂能力不受影響。

對(duì)油包水鉆井液進(jìn)行研究，結(jié)果表明當(dāng)處在低剪切速率條件下，會(huì)形成具有高彈性的一種類似固體的結(jié)構(gòu)，而彈性受溫度影響較大，如果溫度升高則其彈性性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)減弱。同時(shí)剪切力也會(huì)對(duì)其性能造成影響，能夠使鉆井液由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)。剪切過后的鉆井液靜止一段時(shí)間后恢復(fù)原來的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。這一現(xiàn)象不利于實(shí)際的生產(chǎn)。因此，需要建立一定溫度范圍內(nèi)的油基鉆井液流變特征模型，并以此為基礎(chǔ)不斷優(yōu)化施工方法，進(jìn)而提高鉆井液在低溫、低剪切速率下的流變特性。

另外，為了實(shí)現(xiàn)凈化井眼的目的，應(yīng)保證鉆井液在低剪切速率下具有較強(qiáng)的攜砂能力。為了解決這一問題可采用毒性較低的油基鉆井液，其除了具有較強(qiáng)的抗污染和抗溫性能外，還能保證其在低剪切速率條件下的粘度符合施工要求，尤其比較適合應(yīng)用在大位移井的施工中。例如，針對(duì)江西某大位移井鉆井施工時(shí)就利用低毒的Versaclean油基鉆井液體系，結(jié)果憑借該鉆井液體系的優(yōu)良性能順利的完成了鉆井任務(wù)。

結(jié)語

事實(shí)證明，油基鉆井液具有強(qiáng)抑制性和高潤(rùn)滑性，且相同條件下較小的當(dāng)量循環(huán)密度（ECD），較小的壓力激動(dòng)，不但能夠提高鉆井效率，而且還能夠很好的保護(hù)儲(chǔ)層。為此，我國(guó)應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，積極學(xué)習(xí)西方先進(jìn)技術(shù)，為加快我國(guó)油基鉆井液體系的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]王中華.國(guó)內(nèi)外鉆井液技術(shù)進(jìn)展及對(duì)鉆井液的有關(guān)認(rèn)識(shí)[J].中外能源，2011（01）.

[2]王中華.高性能鉆井液處理劑設(shè)計(jì)思路[J].中外能源，2013（01）.