分析高溫高壓水基鉆井液技術(shù)發(fā)展

張長(zhǎng)庚 楊勝芝 楊頔

摘要：一直以來(lái)，石油資源在促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛躍上做出巨大的貢獻(xiàn)。石油被廣泛應(yīng)用在社會(huì)各界中，給社會(huì)的日常生產(chǎn)和生活提供了很大的便利，在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活中所起的作用越來(lái)越重要。鉆井作業(yè)是石油生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，如何實(shí)現(xiàn)鉆井液的輔助增速為鉆井界所重視，尤其是鉆進(jìn)過(guò)程中，一些復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，以及當(dāng)前越來(lái)越多的深井、超深井給鉆井作業(yè)帶來(lái)極大的考驗(yàn)。深井作業(yè)對(duì)于鉆井液的高溫高壓要求極高。本文就高溫高壓水基鉆井液對(duì)水基鉆井液的影響，高溫高壓水基鉆井液技術(shù)應(yīng)用的重要性，以及高溫高壓鉆井液技術(shù)發(fā)展進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述，以供參考。

關(guān)鍵詞：高溫高壓水基鉆井液;技術(shù)發(fā)展

前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，工業(yè)生產(chǎn)和人民群眾對(duì)石油資源的需求居高不下。為了穩(wěn)定市場(chǎng)供應(yīng)，油企紛紛加大了生產(chǎn)規(guī)模。然而，當(dāng)前我國(guó)多數(shù)油品都進(jìn)入開(kāi)采的中后期，油氣勘探、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的難度加大，各種復(fù)雜的井鉆應(yīng)用越來(lái)越多，在復(fù)雜鉆井作業(yè)中，對(duì)高溫高壓水基鉆井液的應(yīng)用要求越來(lái)越高，也因此，對(duì)高溫高壓水基鉆井液技術(shù)的研究就未曾停止過(guò)，并且隨著技術(shù)的進(jìn)步，使得高溫高壓水基鉆井液技術(shù)的發(fā)展與鉆井應(yīng)用越來(lái)越匹配，顯著的提升了鉆井質(zhì)量和鉆井效率。

1高溫對(duì)水基鉆井液的影響

鉆井液的主要成分包括粘土、水、以及各種化學(xué)添加劑，基于深井鉆井作業(yè)地區(qū)的地質(zhì)特征，高溫對(duì)水基鉆井液體系的影響主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：在高溫狀態(tài)下，粘土?xí)S著溫度的升高出現(xiàn)分散、聚結(jié)以及鈍化現(xiàn)象;同時(shí)高溫會(huì)使處理劑出現(xiàn)高溫交聯(lián)和高溫降解的現(xiàn)象;除此之外，過(guò)高的油井溫度會(huì)導(dǎo)致處理劑在粘土表現(xiàn)解吸附和去水化。這些因素都會(huì)導(dǎo)致鉆井液出現(xiàn)高溫增稠、固化、減稠、沉降等問(wèn)題，而且濾失量也隨之增大，鉆井液本身的PH值也會(huì)下降，不得不增加處理劑的用量以保護(hù)其效用。

2高壓對(duì)水基鉆井液和影響

在高壓狀態(tài)下，水基鉆井液面臨的影響主要是需要有較高的密度來(lái)對(duì)抗地層的壓力。而高密度會(huì)導(dǎo)致鉆井液固相含量高、固相顆粒分散程度高、侵入的鉆屑難以清除的問(wèn)題。所以，高壓狀態(tài)下，一是對(duì)加重劑的要求更高，這樣才能在低用量的前提下達(dá)到高密度的效果;二是膨脹土的最佳限量難以把握，會(huì)有高溫增稠或減稠的潛在問(wèn)題，對(duì)鉆井液的流變性和沉降穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響;三是增加了鉆井液的流變性能調(diào)節(jié)難度;四是抗可溶性鹽及酸性氣體的污染能力差，對(duì)于后續(xù)廢棄鉆井液的處理帶來(lái)了難度。所以說(shuō)，高溫高壓狀態(tài)下，對(duì)鉆井液性能要求更高。

3高溫高壓水基鉆井液技術(shù)應(yīng)用的重要性

我國(guó)具有的油氣資源儲(chǔ)量十分豐富，但是開(kāi)采難度較大，以頁(yè)巖油為例，在我國(guó)各大盆地中都有廣泛的分布，具有十分良好的發(fā)展前景，但我國(guó)的頁(yè)巖油氣勘探開(kāi)發(fā)起步較晚，且地質(zhì)條件復(fù)雜，開(kāi)采任務(wù)艱巨，由于我國(guó)的頁(yè)巖油氣資源分布區(qū)域水資源比較缺乏、多屬丘陵山區(qū)、人口密集且地表?xiàng)l件不利于施工，且頁(yè)巖類型為海、陸相兼存，海相頁(yè)巖有機(jī)碳含量高、成熟度高、以產(chǎn)天然氣為主，陸相頁(yè)巖埋藏深、成熟度低、脆性礦物含量低、油氣兼產(chǎn)。地質(zhì)條件復(fù)雜性和特殊性決定了對(duì)勘探、鉆井開(kāi)發(fā)技術(shù)要求也更高。高溫高壓鉆井液技術(shù)是頁(yè)巖油氣開(kāi)采的重要輔助技術(shù)之一。基于頁(yè)巖地質(zhì)獨(dú)特的微裂縫和層理發(fā)育特征，所以在頁(yè)巖油氣的生產(chǎn)主要采用水平井的開(kāi)采方式，但是，頁(yè)巖油氣地層的井壁穩(wěn)定、長(zhǎng)水平段的摩阻、水平井段的井眼清潔、儲(chǔ)層保護(hù)等問(wèn)題一直是制約頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵問(wèn)題所在。所以，鉆井作業(yè)施工過(guò)程中對(duì)鉆井液的井壁穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性和井眼清潔能力要求極高。因此，在頁(yè)巖油氣鉆井過(guò)程中對(duì)鉆井液的性能要求十分嚴(yán)格，大多數(shù)首選油基鉆井液，油基鉆井液對(duì)頁(yè)巖具有極強(qiáng)的抑制性、極好的穩(wěn)定井壁，且潤(rùn)滑性能優(yōu)良，能夠起到很好的防卡潤(rùn)滑、井眼清潔和最大限度的減少對(duì)儲(chǔ)層傷害等作用，而且能夠有效應(yīng)對(duì)長(zhǎng)井段水平井存在的井壁失穩(wěn)和高摩阻問(wèn)題。

4高溫高壓水基鉆井液技術(shù)的發(fā)展

4.1鉆井液處理劑和體系呈現(xiàn)多功能化

隨著高溫高壓水基鉆井液技術(shù)的不斷進(jìn)步，鉆井液處理劑和體系呈現(xiàn)多功能化特征，鉆井液體系中鉆井液處理劑的減少，就意味著鉆井液處理劑的多功能化。這種多功能化，并不是傳統(tǒng)意義上的多功能化，傳統(tǒng)認(rèn)為一種處理劑，如中粘CMC可能既是增粘劑，也是降失水劑，同時(shí)是潤(rùn)滑劑，但新出現(xiàn)的處理劑比之綜合功能要強(qiáng)得多，這種處理劑可能就是一種適于多種儲(chǔ)層和多種施工條件的處理劑，只要與水相混就成為完整的鉆井液體系。

4.2高溫高壓水基鉆井液體系的配比更加科學(xué)化

隨著鉆井作業(yè)深度的增加，對(duì)于高溫高壓水基鉆井液的技術(shù)改良與創(chuàng)新也在持續(xù)的進(jìn)行中，這其中，最為顯著的變化就是高溫高壓水基鉆井液的配比更加科學(xué)化，通過(guò)對(duì)高溫鉆井液體系中高溫處理劑、加重劑、表面活性劑、膨潤(rùn)土、濾失劑、瀝青等各種主要組分的加減用量進(jìn)行不同的研究、實(shí)驗(yàn)、分析、科學(xué)配比，使鉆井液的密度得到顯著提升，并且在180度溫度下熱滾不低于24H，其具有較好流變性、沉降穩(wěn)定性和較低的濾失性。有效解決了水基鉆井液在高溫高壓環(huán)境下，流變性和濾失造壁難控制的問(wèn)題，非常適應(yīng)于深井區(qū)域鉆井使用。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，高質(zhì)量的鉆井作業(yè)離不開(kāi)高溫高壓水基鉆井液技術(shù)的有效應(yīng)用，我們應(yīng)該要充分認(rèn)識(shí)抗高溫高壓水基鉆井液的作用原理，應(yīng)用過(guò)程以及應(yīng)用特點(diǎn)，然后結(jié)合各種處理劑的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析， 通過(guò)對(duì)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較、從技術(shù)上進(jìn)行不斷的改良與創(chuàng)新，使之得到更好地應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張世清. 分析高溫高壓水基鉆井液技術(shù)發(fā)展[J].油田化學(xué). 2020（01）：219-219.

[2]侯為民;汪夯志.分析高溫高壓水基鉆井液技術(shù)發(fā)展[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版.2020（12）：0028-0030.

[3]趙遠(yuǎn)遠(yuǎn).分析高溫高壓水基鉆井液技術(shù)發(fā)展[J].當(dāng)代化工.2020（02）：168-168.