超深井鉆井液污染情況分析與對(duì)策

鄭文武 曾虹鋼

摘 要：本文研究的是超深井井液的污染情況的分析以及對(duì)策，在本文研究的過程中，我們發(fā)現(xiàn)對(duì)井液的污染情況會(huì)出現(xiàn)由于不同原因出現(xiàn)的污染問題，本文就是根據(jù)這些問題出現(xiàn)的原因提出基本的解決方法，希望在鉆井業(yè)中能夠提供幫助。

關(guān)鍵詞：深井、井液污染、技術(shù)現(xiàn)狀、問題分析

中圖分類號(hào)：TE254 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、深井鉆井技術(shù)完善的現(xiàn)狀

世界的第一個(gè)深井就是美國在一八三八年鉆出來的，第一口深井井深為4573m，第一口超深井以及特深井都是由美國鉆成的，時(shí)間間隔大約為10年之久。美國的深井鉆井以及超深井鉆井技術(shù)都很強(qiáng)，其鉆井速度快、成本少、發(fā)生的井下事故少、效益高。其成本平均比世界其他的地方的成本低出百分之四十到百分之五十之間。

二十世紀(jì)九十年代到現(xiàn)在，我國的各個(gè)石油公司、科學(xué)研究單位針對(duì)川東地區(qū)以及塔里木盆地的深井油氣進(jìn)行了全面的勘測以及復(fù)雜的超深井鉆井技術(shù)的研究問題的攻克，到現(xiàn)在為止，我國鉆成的深井達(dá)到大約兩千多個(gè)，其中也有超過7000m的超深井，例如一九七八年鉆成的7175m深的關(guān)基井、一九七九年鉆成的7002m深的固2井、二零零三年鉆成的7220m深跌的中4井，二零零五年進(jìn)行鉆井工作的深8000m的塔深1井。

當(dāng)前來講，我國的油氣開發(fā)的范圍更加廣泛，油氣的發(fā)展方向就向著由淺層發(fā)展到深層，由普通的簡單的發(fā)展到地形復(fù)雜，根據(jù)現(xiàn)在自然界油氣的含量更加少的現(xiàn)象，深井將會(huì)變成以后的油氣開發(fā)的重點(diǎn)。在深層的勘探過程中，由于地層的壓力變得大、儲(chǔ)藏的位置較低、巖性復(fù)雜多變以及探井的過程中的成本高、效果低。

在這些年間，我國的深井鉆井液技術(shù)方面的研究有很大的發(fā)展，深井鉆井技術(shù)也變得越來越成熟，對(duì)于現(xiàn)在的深井挖掘能夠提供技術(shù)要求。但是，我們也很清楚，超深井鉆井液工作就目前來講還是有很多的問題。

二、污染情況分析

2.1 HCO3-離子和CO3-的污染問題

在許多的深井中，會(huì)存有CO2，CO2進(jìn)入到鉆井液中，會(huì)產(chǎn)生HCO3-以及CO3-。被HCO3--以及CO3-污染的鉆井會(huì)造成鉆井液變成棕灰色以及暗灰色，到特別嚴(yán)重的時(shí)候會(huì)變成淡黑色的膠裝的物體，并且在之間還有大量的泡沫產(chǎn)生。在HCO3-多的時(shí)候就會(huì)造成鉆井液的流動(dòng)性差，并且會(huì)有嚴(yán)重的起皮的現(xiàn)象。鉆井液的的濾失量不容易去控制，濾失量的波動(dòng)很大，一些降濾失的液劑可以將鉆井液的濾失量降為5ml之中，但是會(huì)產(chǎn)生泥餅，泥餅又厚又虛，也不利于鉆井井業(yè)工作的進(jìn)行。

2.2泥漿性能的問題

泥漿的性能分為以下的幾種，泥漿的流變特性、泥漿的濾失性能、泥漿的比重和固相含量、潤滑性、以及泥漿 的含砂量、膠體率和pH 值等等。在超深井鉆井過程中，泥漿的性能正常之后，還有性能不穩(wěn)定以及維持時(shí)間短的現(xiàn)象，因?yàn)榫碌碾x子很多，會(huì)發(fā)生化學(xué)變化，造成性能不穩(wěn)定現(xiàn)象。

目前國外的泥漿加固劑已經(jīng)有14大類數(shù)百種產(chǎn)品，這些新興的聚合外加劑在加固泥漿的過程中起到了重要的作用，國內(nèi)的泥漿加固劑也有10大類，但是抗高溫能力較差，穩(wěn)定性以及抗鹽性能也較差。

2.3鉆井液技術(shù)

在二十世紀(jì)六十年代，可以研發(fā)出許多種抵抗高溫的處理劑，二十世紀(jì)八十年代左右，研發(fā)出了多鐘的抵抗200℃高溫的處理液，例如解絮凝劑CPD可以抗鹽、抗260℃的高溫以及抵抗鈣。

近幾年間，國內(nèi)外關(guān)于深井處理液的研究一直在持續(xù)的進(jìn)行中，研制出了許多，例如多元醇、甲酸鹽、合成基、聚合醇等多種放塌的鉆井劑。我國在深井超高溫的研究中，與國外還是存在著較大的差距，許多處理液的功效不如國外的處理劑，所以在我國的深井鉆井過程中，還是要依靠國外研制成功的處理劑。

三、提出問題的對(duì)策

3.1 HCO3-離子的污染問題對(duì)策

一般情況上來講，深井鉆井中的HCO3-污染的處理方法就是用一定的Ca2+，我們都知道CaO、CaCl2等處理劑都可以提供Ca2+離子，其中CaCl2對(duì)HCO3-污染鉆井液的影響更加的大，所以可以使用石灰來除掉濾液中的污染物。但是由于鈣離子加入到污染物一定程度后，并沒有辦法繼續(xù)加入，加入到一定的程度上面，鈣離子對(duì)污染物的處理效果就變低，所以要根據(jù)科學(xué)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

3.2泥漿性能不穩(wěn)定問題對(duì)策

泥漿的性能會(huì)由于化學(xué)反應(yīng)以及濕度溫度的影響發(fā)生微小的變化，在設(shè)計(jì)鉆井工作之前，要做好全面的準(zhǔn)備，對(duì)當(dāng)?shù)氐臏囟葷穸鹊瓤陀^的因素進(jìn)行測量，基本解決掉泥漿性能不穩(wěn)定的現(xiàn)象。分析鉆井液對(duì)水泥固化時(shí)間的影響，以及在深井中使用的其他的處理劑對(duì)水泥漿的影響，我們提出將深井中經(jīng)常使用的聚磺以及鉀聚磺這兩種中高溫鉆井液體系與深井常用的高溫水泥漿體系進(jìn)行體系間混合流體相容性試驗(yàn)的方法，以此篩選出來合適的可以促進(jìn)泥漿固化的處理劑。建議各個(gè)地區(qū)根據(jù)自己的自身?xiàng)l件，土地質(zhì)量來進(jìn)行對(duì)處理劑的選擇工作。

3.3向集成化、智能化、信息化方向轉(zhuǎn)變

深井鉆井工作是在環(huán)境條件復(fù)雜的深井中開展的，我們應(yīng)該在開發(fā)更加先進(jìn)的工具方面努力，開發(fā)出更具有深鉆性能的鉆探工具，更加具有自動(dòng)化，更加符合HSE要求的實(shí)地探測工具、井下工具，將這些井下使用的工具向集成化、智能化、信息化發(fā)展。

結(jié)語

在今后的較長一段時(shí)間里，我國的南方海相地區(qū)、西部地區(qū)的深井勘探開發(fā)會(huì)進(jìn)一步的加強(qiáng)，復(fù)雜地質(zhì)條件下深井超深井的鉆井技術(shù)仍然是我國世紀(jì)實(shí)施油氣資源戰(zhàn)略提高勘探開發(fā)效益的重要技術(shù)支持手段。深井鉆井技術(shù)研究與應(yīng)用的重點(diǎn)問題在于對(duì)核心技術(shù)的研發(fā)與配套的研發(fā)以及對(duì)基礎(chǔ)理論研究的高度重視加強(qiáng)人才培養(yǎng)重視人機(jī)結(jié)合充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)和我國深井鉆井專家知識(shí)經(jīng)驗(yàn)建立深井鉆井的科學(xué)化評(píng)價(jià)體系以及決策體系加快深井鉆井技術(shù)管理的科學(xué)化進(jìn)程。

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