關(guān)于石油鉆井泥漿的配置與應(yīng)用的若干思考

董紀(jì)偉(青海油田井下作業(yè)公司 青海 海西 817500)

鉆井泥漿在石油中共發(fā)揮著攜帶鉆屑至地面、靜液柱壓力平衡地層壓力，以免井噴，井塌等、液力噴射破巖、冷卻鉆頭、在井壁上形成濾餅，減少流體向地層中的漏失，穩(wěn)定井壁，降低地層污染這幾種重要功能。隨著油田科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，鉆井泥漿已從僅滿足鉆頭鉆進(jìn)發(fā)展到適應(yīng)鉆井各方面需求，是當(dāng)前不可少的一項(xiàng)工藝技術(shù)。

一、石油鉆井泥漿的配置

1.泥漿配置的核心點(diǎn)

具體應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行分析：一，從平衡地層壓力角度上分析，對泥漿實(shí)際重量v進(jìn)行計(jì)算。也就是vh=PC或vh=P0。這里所說的PC主要指的是井深H位置上的地層側(cè)壓力，而P0主要指的是地層空隙流體壓力。實(shí)際中，我們是根據(jù)PC進(jìn)行計(jì)算還是根據(jù)P0進(jìn)行計(jì)算，需要充分考慮實(shí)際應(yīng)平衡哪種壓力更為關(guān)鍵。倘若兩者都要做一番平衡，那么應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算，獲取兩種不同的結(jié)果，準(zhǔn)確權(quán)衡存在于兩者之間的某值，通常鉆井泥漿實(shí)際重量達(dá)到了1.02到1.40左右。二，認(rèn)真根據(jù)懸排鉆渣、護(hù)壁堵漏規(guī)范要求來科學(xué)獲悉泥漿實(shí)際流變性。在明確流變性時(shí)通常將粘度η和切力τ作為主要指標(biāo)。該粘度與切力存在較大的調(diào)整領(lǐng)域，該粘度在10cP～100cP領(lǐng)域內(nèi)，需要根據(jù)鉆井的實(shí)際情況來確立。與此同時(shí)，對于泥漿具有的剪切稀釋作用及觸變性應(yīng)進(jìn)行深入細(xì)致的分析研究。三，泥漿其他設(shè)計(jì)指標(biāo)共有以下參考范圍：強(qiáng)調(diào)失水量應(yīng)控制在15m l/30m in范圍內(nèi)；含砂量應(yīng)控制在百分之八范圍內(nèi)，膠體率應(yīng)達(dá)到百分之九十以上，pH值根據(jù)泥漿的具體類型應(yīng)控制在6～11之間變化。四，由于鉆井情況的不同，使得鉆進(jìn)目的、地層特點(diǎn)、鉆進(jìn)工藝方法等各方面都相差甚遠(yuǎn)，所以在鉆井泥漿性能方面要求也各異。設(shè)計(jì)過程中，必須對這些差異性進(jìn)行充分考慮。比如，對于具有較粗鉆碴及井壁較松散的地層，設(shè)計(jì)中應(yīng)注重泥漿的粘度和切力等流變性指標(biāo)；對于較為穩(wěn)固且堅(jiān)硬的巖石，設(shè)計(jì)中應(yīng)注重泥漿鉆頭冷卻和鉆具的潤滑情況。根據(jù)鉆進(jìn)實(shí)際情況，綜合設(shè)計(jì)時(shí)明確相應(yīng)的設(shè)計(jì)核心點(diǎn)，對于泥漿設(shè)計(jì)的成功具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。五，對泥漿性能進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)一定程度上出現(xiàn)彼此矛盾的情況，在滿足部分設(shè)計(jì)指標(biāo)過程中，還有部分指標(biāo)無法有效的滿足。所以必須對核心問題加以考慮，適當(dāng)?shù)目紤]次要問題，保證整體性能。對于部分沒有較高要求的場所，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況精簡設(shè)計(jì)工作，合理的放寬對部分次要指標(biāo)的要求，以節(jié)約成本費(fèi)，提高效率。

2.泥漿配制中使用的設(shè)備

在制備泥漿過程中，通常會(huì)采用泥漿攪拌機(jī)（臥式、立式即可）、水力攪拌這兩種設(shè)備，要求勘探巖心鉆探用的泥漿攪拌機(jī)，臥式的容量應(yīng)在0.3到0.5m3左右，立式容量應(yīng)在0.5到1m3左右。攪拌機(jī)實(shí)際應(yīng)達(dá)到80到100r/m in的攪拌速度。在通過粘土粉造漿過程中，水力攪拌器是最為理想的。先將粘土粉放到漏斗內(nèi)，在混合器中保證水泵排出管的液流能夠和粘土粉有機(jī)的混合在一起，混合器內(nèi)的混合液主要沿著螺旋線不斷的提升到容器上部，最后將泥漿輸出。在持續(xù)不斷的循環(huán)之后，就能夠配置符合性能要求的泥漿。為了不斷提高泥漿的性能，要求以粘土粉為主要配置材料的泥漿應(yīng)置于儲(chǔ)漿池內(nèi)陳化一天，再將其放到循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)，通過水泵輸送至孔中進(jìn)行使用。

二、石油鉆井泥漿的應(yīng)用

1.泥漿在砂、礫層中的應(yīng)用

我們通常將該類地層稱之為機(jī)械分散地層。其最顯著的特點(diǎn)是各顆粒間沒有膠結(jié)，實(shí)際鉆進(jìn)過程中，井壁常常會(huì)有坍塌的情況。所以應(yīng)通過泥漿護(hù)壁，主要目的在于保證井壁各顆粒間具有較好的膠結(jié)力。對于具有明顯粘性的泥漿應(yīng)放到井壁地層中使用，以此提高砂、礫間的膠結(jié)力，從而穩(wěn)固井壁。

2.泥漿在溶蝕性地層中的應(yīng)用

我們通常將該類地層稱之為水溶性地層，當(dāng)其與鉆井液中的水相觸時(shí)就會(huì)出現(xiàn)溶解情況，嚴(yán)重的溶蝕鉆井井壁，使得井眼超徑、垮塌情況出現(xiàn)。對于該問題，應(yīng)采取的措施是：將鉆井液對地層的溶蝕性進(jìn)一步降低。在泥漿中添加部分和地層被溶物一致的物質(zhì)，保證溶解的合理性，這是我們最常使用的防治溶蝕的方法。比如，在巖鹽中鉆進(jìn)，應(yīng)以鹽水泥漿為主，效果顯著。

3.泥漿在硬巖鉆進(jìn)中的應(yīng)用

鉆進(jìn)作業(yè)中，多多少少都會(huì)碰到堅(jiān)硬的地層，比如花崗巖、榴輝巖、片麻巖、閃長巖等均是堅(jiān)硬的巖石。在設(shè)計(jì)堅(jiān)硬巖石所用泥漿時(shí)，應(yīng)充分考慮泥漿的潤滑性和冷卻性，防止泥漿有太高的流動(dòng)阻力，保證固相含量的合理性，提高鉆進(jìn)速度。在泥漿的懸排能力和護(hù)壁性能方面通常不會(huì)有太高的要求。

結(jié)論

綜上所述可知，泥漿共有松散層泥漿、水敏抑制性泥漿、水溶抑制性泥漿、硬巖鉆進(jìn)泥漿、抗高溫泥漿等，水或油是泥漿配制的基本液體，若粘土在水中分散形成的泥漿即以水為連續(xù)相的泥漿稱為水基泥漿；若粘土在油中分散形成的泥漿即以油為連續(xù)相的泥漿稱為油基泥漿。在多數(shù)鉆井場合中，常會(huì)用到成本較低，配制方便的水基泥漿。

[1]錢孟海,董強(qiáng),朱仁發(fā).廢棄鉆井泥漿處理工藝研究[J].安徽化工,2009年05期.

[2]劉宇程,吳冕,陳明燕.鉆井廢泥漿固化處理技術(shù)研究進(jìn)展及展望[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2010年S1期.

[3]宋雪飛,陳振國,徐潤,,賀文.鉆井廢棄泥漿作為注漿材料試驗(yàn)研究[J].建井技術(shù),2011年Z1期.

[4]錢孟海,董強(qiáng),朱仁發(fā).廢棄鉆井泥漿處理工藝研究[J].安徽化工,2009年05期.