鉆井液技術(shù)發(fā)展趨勢淺析

摘 要：作為石油工程當(dāng)中非常關(guān)鍵的一門配套技術(shù)，鉆井液技術(shù)現(xiàn)在發(fā)展的越來越快?，F(xiàn)目前鉆井液技術(shù)開始逐漸的結(jié)合計算機(jī)技術(shù)以及包括納米技術(shù)在內(nèi)的相關(guān)技術(shù)，在這個過程當(dāng)中，有一些新的變化開始在鉆井液技術(shù)當(dāng)中出現(xiàn)，對整體平衡性的強調(diào)在現(xiàn)場作業(yè)中變得越來越重要。本文針對鉆井液技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析和探討，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人士具備一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：石油工程；鉆井液技術(shù)；發(fā)展趨勢；

中圖分類號：S731.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-07-00-01

鉆井工程的技術(shù)需求對鉆井液技術(shù)的發(fā)展具有直接的推動作用。隨著石油需求量在全世界范圍內(nèi)的不斷加大，鉆井液工藝和材料也在不斷的創(chuàng)新。然而由于受到理論以及技術(shù)層面的限制，在其發(fā)展的過程中往往會出現(xiàn)一定的障礙。要想有效的推動鉆井液技術(shù)的不斷發(fā)展，就必須要對其發(fā)展趨勢有所了解，正式基于這一目的，筆者對鉆井液技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析和探討。

一、鉆井液體系的發(fā)展趨勢

（一）鉀基聚合物體系的應(yīng)用：為了使高價金屬離子的化學(xué)抑制功能能夠得到充分的發(fā)揮，于是經(jīng)常將石灰以及KCI等加入到鉆井液當(dāng)中，從而能夠?qū)a2+穩(wěn)定礦物晶格的能力加以有效的利用，在其他國家往往稱這種方法為鉀鈣基聚合物體系。

在2000年前后，我國開始在工程現(xiàn)場對高鈣鹽體系進(jìn)行應(yīng)用，這種體系的一個優(yōu)勢就是具有較大的穩(wěn)定性，同時其能夠使Ca2+促進(jìn)體系化學(xué)抑制能力的效率得到有效的發(fā)揮，從而使化學(xué)防塌能力在鉀鈣基鉆井液體系中得到極大的提升，因此通常將其看做是在防塌技術(shù)方面鉆井液取得的一個極大的進(jìn)步[1]。

（二）正電鉆井液體系的應(yīng)用：正電鉆井液在2000年前后開始在正式試用于現(xiàn)場的作業(yè)當(dāng)中，作為一種完全陽離子化的體系，正電鉆井液的標(biāo)志是大于零的ξ電位，由于需要對正、負(fù)兩種電荷的中和效率的考慮，其應(yīng)該保證不小于20mV正電鉆井液的ξ電位，只有這樣才能夠保證負(fù)電性物質(zhì)的消耗能夠得到足夠多的正電荷的有效補充，在滿足這項條件的情況下，其才能夠在現(xiàn)場試用。通過對其應(yīng)用情況的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，正電體系作為一種陽離子體系，具有較高的陽離子化程度，而且其一般具有不超過 -20mV的ξ電位。

（三）KCl —聚胺強抑制體系的應(yīng)用：作為一種強抑制劑，KCl —聚胺強抑制體系抑制劑以聚季胺為主，立足于其分析類型來看，其屬于陽離子鉆井液的范疇。因為KCl —聚胺強抑制體系抑制劑具有非常強的抑制能力，同時還不會有油基鉆井液造成的對環(huán)境的不利影響產(chǎn)生，所以其有十分快速的研究與現(xiàn)場應(yīng)用，在2007年先后我國開始對其進(jìn)行項目研究，并且很快的開始規(guī)?；耐茝V和應(yīng)用。通過分析其現(xiàn)場應(yīng)用的情況，我們可以發(fā)現(xiàn)在與無機(jī)鹽進(jìn)行配伍的時候，KCl —聚胺強抑制劑能夠產(chǎn)生非常強的協(xié)同配伍效應(yīng)[2]。

二、鉆井液工藝技術(shù)與材料方面的研究發(fā)展情況

（一）極端工藝技術(shù)的應(yīng)用：因為極端化情況很容易在鉆井液施工現(xiàn)場出現(xiàn)，因此推動了相應(yīng)的特殊作業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展。比如超高密度鉆井液在鉆進(jìn)超高壓地層時的充分應(yīng)用，超高溫鉆井液技術(shù)在異常高溫地區(qū)的應(yīng)用等。立足于工業(yè)應(yīng)用的角度而言，這一類的技術(shù)往往具有較大的局限性，首先，只有較少的地區(qū)才能夠使這種極端技術(shù)的要求得到滿足，這樣就使其應(yīng)用的范圍受到了極大的限制。其次，高性能材料在這些極端技術(shù)指標(biāo)的嚴(yán)格要求下往往具有較長的開發(fā)周期以及較高的開發(fā)難度，因此該技術(shù)仍然處于不斷的開發(fā)與研究當(dāng)中[3]。

（二）固控設(shè)備的發(fā)展：固控設(shè)備的進(jìn)步對鉆井液工藝產(chǎn)生了比較顯著的影響，隨著固控設(shè)備的進(jìn)步，不僅固控系統(tǒng)配置方案得到了極大的優(yōu)化，同時振動篩篩分能力也得到了非常大的提升。除此之外，隨著不斷改進(jìn)的離心機(jī)以及旋流裝置技術(shù)，離心機(jī)配置也實現(xiàn)了非常迅速的普及。通過這些技術(shù)的不斷改進(jìn)，出現(xiàn)了十分明顯的效果。首先鉆屑清除效率提高的十分明顯，大大減少了井下情況在井眼清潔中的復(fù)雜性；其次由于振動篩篩分能力的極大提升，開始迅速的普及了細(xì)篩布的使用，從而促進(jìn)劣質(zhì)固相的一次清除效率的有效提升，并且實現(xiàn)了維護(hù)成本的降低。

在配備組合方面，振動篩下游固控裝置也變得比較簡單，通常情況下，先進(jìn)的固控系統(tǒng)能夠在一體化裝置中全面納入振動篩部分，采用這種方式能夠使所有的固控裝置的協(xié)同效能充分的發(fā)揮出來，最終實現(xiàn)細(xì)微粒子清除效率的不斷提升。

（三）化學(xué)抑制劑的開發(fā)：研發(fā)以及使用胺基聚醚類抑制劑在化學(xué)抑制劑當(dāng)中具有代表性，相對于常規(guī)的化學(xué)抑制劑而言，聚胺類抑制劑在去水化能力方面顯得更強，所以在針對易破碎頁巖地層作業(yè)的工程當(dāng)中應(yīng)用的十分廣泛。未來隨著相關(guān)技術(shù)研究的不斷發(fā)展，在防膨去水化能力方面，化學(xué)抑制劑必然會具有更為廣闊的發(fā)展前景。

（四）在鉆井液技術(shù)領(lǐng)域納米技術(shù)的開發(fā)與研制：在鉆井液技術(shù)領(lǐng)域納米技術(shù)的開發(fā)與研制應(yīng)該具備以下幾個方面的內(nèi)容：①以作業(yè)的具體地層作為根據(jù)將所需的功能自動的衍生出來；②具備一定程度的自我修復(fù)能力；③具備一定程度的自我凈化能力；④可以通過對電腦輔助功能的借助，從而能夠保證鉆井液日常管理的程序化的實現(xiàn)。作為“智能化”的工作流體，納米鉆井液目前在鉆井工程中上沒有得到完全的應(yīng)用，這是由于其還沒有將“納米體系”的技術(shù)基礎(chǔ)構(gòu)建好，然而其卻具備較為廣闊的發(fā)展前景[4]。

三、結(jié)語

通過對鉆井液技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析和探討，我們認(rèn)為必須要將鉆井液技術(shù)的發(fā)展突破點找到，只有這樣，才能夠推動鉆井液技術(shù)的不斷發(fā)展和完善。現(xiàn)在諸如油基鉆井液等一些鉆井液技術(shù)由于具有穩(wěn)定的效果以及十分方便的操作，因此在石油工程當(dāng)中應(yīng)用的十分廣泛，不過從目前的實際研發(fā)情況來看，聚合物及其衍生體系可能會具備較好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]龐長英，張社民，王春合.大位移井巖屑流量測量與分析[J].錄井技術(shù)，2012，11（3）：33-41

[2]張民立，田增艷，劉梅全，等.大位移井鉆井液體系的研發(fā)與現(xiàn)場應(yīng)用[J].石油科技論壇，2011，30（4）：9-13

[3]孫金聲，張希文.鉆井液技術(shù)的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)、需求與發(fā)展趨勢[J].鉆井液與完井液，2011，28（6）：67-75

[4]劉梅全，楊慶理，鄭毅.傾力打造鉆井液技術(shù)服務(wù)利器確保鉆井施工安全快速高效[J].石油科技論壇，2012，31（3）：6-9