鉆井液技術的現狀及其發(fā)展

周野（大慶油田鉆探工程公司鉆井三公司技術服務分公司，黑龍江　大慶　163000）

鉆井液技術的現狀及其發(fā)展

周野
（大慶油田鉆探工程公司鉆井三公司技術服務分公司，黑龍江大慶163000）

鉆井液技術是油氣鉆井工程中非常重要的一個施工環(huán)節(jié)，能夠在一定程度上確保鉆井工程安全、快速、高質地進行。根據多年的研究，對鉆井液技術目前在鉆井工程中的功能現狀進行分析，并簡要介紹鉆井液技術的發(fā)展趨勢。

鉆井液技術；功能現狀；發(fā)展趨勢

1　鉆井液技術的功能現狀

1.1攜帶和懸浮巖屑

在鉆井過程中，鉆井液最基礎的功能是利用自身的循環(huán)把井底內被鉆頭打碎的巖屑攜帶到地面上，從而達到保持井眼部分干凈清潔的目的，使起下鉆能夠暢通無阻，同時保證鉆頭在井底工作時始終接觸和破碎新地層，避免重復切割，從而使鉆井的速度得到大幅度提升。

1.2穩(wěn)定井壁和平衡底層壓力

保證鉆井工作安全順利進行的一個基本條件是井眼規(guī)則、井壁穩(wěn)定。鉆井液可以依靠液相的濾失作用，在井壁上形成一層纖薄且堅韌的泥餅，起到穩(wěn)固地層的作用，同時還可以阻止液相侵入地層，降低泥頁巖水化膨脹和分散的程度。除此之外，在鉆井工程中，不斷對鉆井液的密度進行調節(jié)，通過液柱的壓力平衡地層壓力，還可以避免井塌和井噴等事故的發(fā)生［1］。

1.3冷卻和潤滑鉆頭、鉆具

鉆頭在工作時，要始終在高溫下旋轉已破碎巖層，這會產生大量的熱量，與此同時，鉆具也會一直和井壁摩擦而產生很多熱量。如果不能夠及時吸收和釋放這些熱量，就可能給鉆頭和鉆具帶來巨大的損害，減少它們的使用期限。鉆井液技術的應用則為這個問題的解決提供了途徑，鉆井液的存在一方面使鉆頭和鉆具在液體中工作，減小了相互之間的摩擦，有潤滑的作用；另一方面鉆井液的循環(huán)作用能夠及時吸收鉆頭鉆具工作時產生的熱量，將它們帶往地面并釋放到大氣中。

2　鉆井液技術的發(fā)展趨勢

目前鉆井液技術的應用和發(fā)展已經取得一定成果，但是鉆井實踐證明，一種優(yōu)質的鉆井液，在具備上述的幾點功能之外，還應該盡可能地起到更多的作用。首先，為了盡量降低和避免對油氣層的損害，要求鉆井液要匹配鉆井遇到的油氣層，起到保護油氣層的作用；其次，鉆井液還被要求不能影響底層測試的結果，要有利于人們對底層的正確評價；再者，隨著人們對工作環(huán)境和生命安全的關注日益增加，要求鉆井液符合環(huán)保標準，不能對鉆井人員和環(huán)境產生損害和污染，同時也要盡可能減小對地面設備和井下工具的腐蝕損害。簡而言之，鉆井液技術的發(fā)展還存在非常廣闊的空間，目前主要的發(fā)展趨勢可以總結為以下幾個方面。

2.1復雜特殊井鉆井液體系

1）深井鉆井液體系：深井鉆井液體系的發(fā)展重點是AMPS系列耐溫抗鹽聚合物的應用和抗溫污染交聯(lián)聚合物類鉆井液處理劑的研究，處理劑要考慮到長期穩(wěn)定性和配伍性要求。

2）分支井鉆井液體系：分支井鉆井液體系的關鍵發(fā)展方向是如何解決分叉部位的井壁穩(wěn)定問題以及鉆井液的攜巖性能、潤滑性能、油氣層保護性能、防卡性能等問題。

3）水平井和大斜度大位移井鉆井液體系：水平井和大斜度大位移井鉆井液體系的發(fā)展方向是增強鉆井液的攜巖能力、加重材料的沉淀，并增強潤滑、防塌、防漏等性能。

2.2鉆井液固控技術

鉆井液固控技術在鉆井工作中十分重要，它和預防井下復雜情況、提高鉆井速度、減輕固相油層損害以及流變性控制和濾失造壁性等都有很大的聯(lián)系。在鉆井液中添加化學清潔劑能夠對微米和亞微米粒子的含量進行控制，進而提高鉆井工作中固控設備的分離效率，加快鉆井速度。

2.3欠平衡鉆井技術

實施欠平衡鉆井的關鍵技術之一就是欠平衡鉆井液技術。欠平衡鉆井液體系類型較為繁多，涵蓋了液體、空氣、穩(wěn)定泡沫鉆井液體系、充氣鉆井液體系等，該技術的核心是保證井底處于欠平衡狀態(tài)［2］。

2.4井壁穩(wěn)定和防塌鉆井液技術

井壁穩(wěn)定性問題是鉆井工作中最為關注的問題之一，影響井壁穩(wěn)定性的因素主要是泥頁巖，目前，根據實踐分析，泥頁巖大致分為三種，即硬脆性泥巖、軟泥巖和易分散泥巖。對于軟泥巖和易分散泥巖的問題，通常利用氯化鉀抑制劑和大分子包被劑，適當的密度防止塑性流動，減少沖刷控制分散。而解決硬脆性泥巖的問題相對較為困難，目前僅僅提出了孔隙壓力傳遞理論作為理論基礎，并沒有實踐依據。

2.5環(huán)保鉆井液技術

目前，環(huán)境污染成為人們重點關注的民生熱點之一，我國許多地方的自然環(huán)境都正在遭受著前所未有的危機，因此，人們的環(huán)保意識在逐漸增強，我國的環(huán)保法規(guī)也愈加嚴格。與此同時，鉆井液環(huán)保技術也隨之受到廣泛的關注，鉆井液環(huán)保技術的相關研究也逐漸被重視起來，目前，環(huán)保鉆井液技術包括兩個方面，即環(huán)保鉆井液和鉆井液的無害化處理技術［3］。

2.6鉆井液性能計算機輔助設計

鉆井液性能計算機輔助設計即利用計算機輔助設計對鉆井液的配方設計、復雜情況預測和性能優(yōu)化設計等加以控制，以達到下面兩點目的。首先，現場鉆井液采用“封閉循環(huán)自控鉆井液系統(tǒng)”，實現鉆井液配置、性能監(jiān)控及調整、維護的全自動化；其次，室內研究程序化，運用計算機輔助設計來進行鉆井液體系配方的優(yōu)選和新處理劑的開發(fā)。

3　結語

隨著科學技術的飛速發(fā)展和人們要求的日益提高，鉆井液技術目前的發(fā)展程度已經不能滿足需求，攜帶和懸浮巖屑、穩(wěn)定井壁和平衡底層壓力、冷卻和潤滑鉆頭鉆具、傳遞水動力等已經逐漸成為鉆井液技術最基礎的功能，為了進一步滿足人們需求，鉆井液技術需要獲得更大的發(fā)展。根據當前的鉆井實踐分析，鉆井液技術的發(fā)展方向趨于多元化，各有針對性，對此，我們應該投入更多的精力進行研究，推動鉆井液技術發(fā)展的同時，促進鉆進事業(yè)的進步。

［1］邱正松，徐加放，趙欣，等.深水鉆井液關鍵技術研究［J］.石油鉆探技術，2011，39（2）:27-34.

［2］盛立成.欠平衡鉆井技術應用及其發(fā)展［J］.中國科技縱橫，2011 （13）:283.

［3］卜文海，趙譽杰，楊勇，等.環(huán)保型鉆井液的研究應用現狀及發(fā)展趨勢［J］.油氣田環(huán)境保護，2010，20（3）:52-57.

（編輯：王紅霖）

The Present Situation and Development of Drilling Fluid Technology

Zhou Ye
（Drilling Engineering Company of Daqing Oil Field Drilling Company Three Technical Service Branch，Daqing Heilongjiang 163000）

Drilling fluid technology is very important in oil and gas drilling engineering a construction link，which ensures the safety of drilling engineering，a fast and high quality.Based on the author's research，this paper analyzes the current status of drilling fluid technology in drilling engineering，and briefly introduces the development trend of drilling fluid technology.

drilling fluid technology；functional status；development trend

TE245

A

2095-0748（2016）11-0067-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.11.28

2016-04-27

周野（1984—），男，黑龍江大慶人，現就職于大慶油田鉆探工程公司鉆井三公司，從事鉆井液現場管理方面的工作。