石油鉆井施工中泥漿配置水質(zhì)問題及處理措施

孫峰

【摘 要】泥漿是石油鉆井過程中，孔內(nèi)使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)。泥漿是鉆井的血液，又稱鉆孔沖洗液。鉆井液按組成成分可分為清水、泥漿、無粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等。清水是使用最早的鉆井液，無需處理，使用方便。對于石油工程鉆井企業(yè)而言，應(yīng)該選擇水質(zhì)較好的泥漿配置用水，提升泥漿的性能，確保泥漿作用的充分發(fā)揮，推動鉆井施工的順利進行。

【關(guān)鍵詞】石油工程;鉆井施工;泥漿;水質(zhì);配置;影響

泥漿是鉆井過程中，孔內(nèi)使用的循環(huán)沖洗介質(zhì)。泥漿是鉆井的血液，又稱鉆孔沖洗液。泥漿按組成成分可分為清水、泥漿、無粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等。清水是使用最早的鉆井液，無需處理，使用方便，適用于完整巖層和水源充足。在油氣生產(chǎn)中，存在著許多影響油田鉆井施工效率的因素，泥漿的水質(zhì)就是其中之一。對于石油工程鉆井企業(yè)而言，應(yīng)該選擇水質(zhì)較好的泥漿配置用水，提升泥漿的性能，確保泥漿作用的充分發(fā)揮，推動地質(zhì)鉆井施工的順利進行。

一、水基泥漿用水的基本要求

泥漿可分為水基泥漿、油基泥漿以及混合泥漿。水基泥漿是一種以水為分散介質(zhì)，以粘土（膨潤土）、加重劑及各種化學(xué)處理劑為分散相的溶膠懸浮體混合體系。其主要組成是水、粘土、加重劑和各種化學(xué)處理劑等。水基泥漿基本經(jīng)歷了五個階段，即：天然鉆井液;細分散鉆井液;粗分散鉆井液;不分散低固相鉆井液至今;無固相鉆井液至今;聚合物鉆井液至今等階段。

1、水基鉆井液還可分為：一是淡水鉆井液。氯化鈉含量低于10mg/m^3，鈣離子含量低于0.12mg/m^3。二是鹽水鉆井液（包括海水及咸水鉆井液）。氯化鈉含量高于10mg/m^3。三是鈣處理鉆井液。鈣離子含量低于0.12mg/m^3。四是飽和鹽水鉆井液。含有一種或多種可溶性鹽的飽和溶液。五是混合乳化（水包油）鉆井液。含有3%-40%乳化油類的水基鉆井液。六是不分散低固相聚合物鉆井液。固相含量低于4%，含有適量聚合物。七是鉀基鉆井液。氯化鉀含量高于3%。1978年以來開始在我國鉆井現(xiàn)場使用。八是聚合物鉆井液。它是以聚合物為主體，配以降粘劑，降濾失劑、防塌劑和潤滑劑等多種化學(xué)處理劑所組成的鉆井液。

在油田鉆井施工中，對于泥漿的水質(zhì)有著較高的要求，通常來講，泥漿用水必須滿足幾個方面的要求，一是水質(zhì)不能低于普通的工業(yè)和農(nóng)業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，二是不能使用工業(yè)廢水或者污染水，三是水質(zhì)清澈，不能存在懸浮物以及各類雜質(zhì)。在實際工程鉆井中，泥漿用水多為深井水、水庫水以及人畜飲用水，或者經(jīng)過沉淀、過濾處理的工農(nóng)業(yè)用水等。

2、實際用水情況及區(qū)域地層的影響。一是實際用水情況。從工程施工質(zhì)量和施工效率等方面考慮，嚴格來講，在對泥漿用水進行確定前，必須做好相應(yīng)的抽樣檢測工作，確保泥漿配方中，對其他各項處理劑作用發(fā)揮限制作用的水質(zhì)構(gòu)成參數(shù)不超過限定標(biāo)準(zhǔn)。

在實際施工中，許多的偏遠地區(qū)人畜飲用水或者水庫水、河流水都由于資源有限而不得不使用，從而給人帶來錯誤的認識，認為泥漿性能的調(diào)整作用于水質(zhì)關(guān)系不大，對于泥漿用水的選擇重視不足。

二是區(qū)域地層的影響。實際上，在一個區(qū)域內(nèi)，無論是地下水還是地表水，都經(jīng)過了區(qū)域地層的侵蝕或者過濾，不同區(qū)域內(nèi)的水質(zhì)構(gòu)成存在很大的差異性，在性能方面也有著很大的不同，尤其是硬度、礦物含量、溶解度、有害物質(zhì)含量等，都直接決定了水質(zhì)的好壞。對于泥漿用水而言，水質(zhì)等級較高的飲用水在性能方面具有良好的表現(xiàn)，但是受運輸距離以及運輸成本的限制，難以有效使用，因此，硬度和溶解度適中，不存在有害物質(zhì)以及鈣、鎂等礦物質(zhì)含量較低的水系是泥漿用水的最佳選擇。對于油田鉆井施工人員而言，應(yīng)該認識到泥漿水質(zhì)的影響，對泥漿用水進行合理選擇，以確保施工的高效進行。

二、泥漿水質(zhì)對油田鉆井施工的影響

在探討泥漿水質(zhì)對于油田鉆井施工的影響時，需要首先針對鉆井所處區(qū)域的地層巖性進行分析，明確區(qū)域地層對于當(dāng)?shù)厮|(zhì)的影響。以某油田為例，經(jīng)現(xiàn)場地質(zhì)勘察，地層包括了第四系覆蓋沙土層、沖洪積砂礫石層，第三系分化沙土層，半成巖砂礫石層，侏羅紀(jì)泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、中砂巖以及砂礫巖等。在勘探區(qū)域內(nèi)，大部分地區(qū)都存在著厚度較大的第四系和第三系覆蓋層，而且半成巖和不成巖較多，在鉆進施工中，普遍存在有剝落坍塌的現(xiàn)象，賦存水水質(zhì)較差。泥沙等的存在，對于泥漿用水造成了很大的影響，如果盲目使用，很可能會導(dǎo)致泥漿失去應(yīng)有的功能。

在實際鉆井中，第一口井采用了河水作為泥漿用水，攪拌出的泥漿存在著粘度差、護壁性能差等問題，下鉆無法有效達到孔底，每一次都需要掃孔到底，不僅在一定程度上延長了鉆進時間，同時也影響了巖芯采樣率。對此，相關(guān)技術(shù)人員進行了分析，判定主要是由于水質(zhì)問題導(dǎo)致泥漿的質(zhì)量差。在打另一口井時，選擇了打深水井，用地下水進行泥漿的配置，同時加入了CMC、KHM等泥漿性能處理劑，極大地提高了鉆進的效率和巖礦芯采樣率。

經(jīng)水質(zhì)分析，淺井水與深井水的水質(zhì)存在著很大的差異性，淺井水中的Ca2與Mg2含量較高，溶解性差，硬度與固相的含量均超出深井水的一倍以上，其他指標(biāo)也各有不同?？傮w上，深井水的水質(zhì)較淺井水要好得多，因此在煤田鉆井施工中，應(yīng)該優(yōu)先選擇深水井抽出的水，作為泥漿用水，以保證泥漿的質(zhì)量，提高油田鉆井施工的效率。

三、水基泥漿用水選擇及經(jīng)濟效果

在對石油工程鉆井施工現(xiàn)場的泥漿用水進行選擇時，首先應(yīng)該從多個水源地選取樣本，由專業(yè)技術(shù)人員通過相應(yīng)的試驗進行分析，根據(jù)泥漿用水的基本要求，選擇出兩種以上的可用水源;然后，在不同鉆井施工中，觀察對比地下水和泥沙對于泥漿用水的鹽侵程度，從中選出侵蝕度相對較小的泥漿用水，并進行推廣。經(jīng)相關(guān)調(diào)查和統(tǒng)計分析，在該打井所處區(qū)域內(nèi)，打的深井水井的水，基本上都能夠滿足泥漿用水的要求。

事實上，在科學(xué)技術(shù)以及人們認識水平不斷提高的影響下，油田鉆井施工中的泥漿配置方案得到了不斷的更新和改良，尤其是近些年來，更是發(fā)生了巨大的變化，泥漿用水質(zhì)量也受到了相關(guān)技術(shù)人員的重視。在以往的施工中，為圖方便或者減少成本，往往都是采用就地選擇水源，然后使用純堿、磷酸鈉鹽等對水進行軟化處理的方式，但是這種做法并不能從根本上解決問題，施工過程中很容易發(fā)生孔內(nèi)事故，影響施工進度和施工質(zhì)量，嚴重的甚至可能會導(dǎo)致鉆井事故，導(dǎo)致施工成本的增大。而現(xiàn)在直接選用深水井抽出的井水，雖然較原本的方式相比運輸成本較大，但是能夠有效保證油田鉆井施工的順利進行，綜合經(jīng)濟效益好，工程的總體成本能夠降低1/3左右，而且鉆井施工效率得到了非常顯著的提升。

四、結(jié)語

總而言之，在油田鉆井施工中，水基泥漿的水質(zhì)在很大程度上影響了施工效率，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該從鉆井所處區(qū)域的地層巖性出發(fā)，對泥漿用水進行合理選擇。在相同的區(qū)域內(nèi)，深水井抽出井水在水質(zhì)上要遠遠優(yōu)于淺水井，雖然部分施工現(xiàn)場并不具備相應(yīng)的深水井，不過可以利用周圍村鎮(zhèn)中的水井，保證泥漿用水的水質(zhì)，進而提高油田鉆井施工的效率和質(zhì)量，從而推動鉆井施工的順利開展。

【參考文獻】

[1] 董紀(jì)偉 ;關(guān)于石油鉆探泥漿的配置與應(yīng)用的若干思考[J]化工管理;2014年第12期