钻井液技术发展面临的问题及趋势研究

龙源期刊网钻井液技术发展面临的问题及趋势研究作者：任艳来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第02期摘要：钻井液技术是石油工程体系中不可缺少的内容，是对异常高温、高压环境进行技术处理的体系，并以井壁稳定技术为核心要素，在我国的深水钻井液技术发展进程中，相较于国外发达国家而言还处于初始阶段，面临技术上的问题，要关注钻井液技术的发展趋势，更好地实现我国钻井液技术的问题解决。关键词：钻井液技术；发展；问题；趋势面对我国石油工程领域的钻井工程需求，钻井液技术由最初的自然造浆逐渐发展到钻探作业，再到现今的钻井流体的专业化应用，可以看到钻井液技术在不断发展和成熟，然而由于理论、手段等方面的不足，钻井液技术的发展还存在一些发展中的问题，钻井过程中的井壁稳定问题尤其突出，要加以突破和完善。1钻井液技术应用体系方面的研究1.1钾基聚合物体系这是在钻井液之中添加KCl和石灰，它们具有较强的抗钙能力，可以更好地稳定钻井液体系，提升化学抑制能力和化学防塌能力。1.2阳离子体系阳离子基团不仅可以有序地吸附黏土上的矿物晶层，而且还可以排挤吸附的水分子，产生去水效应，有效地增强钻井液的防塌能力。1.3正电钻井液体系正电钻井液是完全阳离子化的体系，主要是以钻屑为主的负电性物质的损耗，然而与之相匹配的正电助剂尚未成熟，这就使该体系的发展受到较大的限制，难以实现长远的应用实践。1.4KCl—聚胺强抑制体系它是以聚季胺为主的小分子型强抑制剂，对于环境的污染性影响较小，因而得到广泛的使用，聚醚胺类抑制剂可以与无机盐产生良好的配伍效应，极大地增强钻井液的化学防塌抑制能力。1.5硅酸盐体系龙源期刊网它是利用硅酸盐与地层水中的无机盐的反应，形成化学沉积物，抵达一定深度之后凝结而成具有膜效应的封堵壳，实现对储层的封堵。同时，与黏土矿物中的铝醇基反应，较好地黏合破碎储层。该技术可以较好地稳定井壁，并在复杂的地层之中实现低密度、安全钻进。1.6油基钻井液体系它是以油为基液，以有机土，油基降滤失剂、乳化剂等油基处理剂配制的新型钻井液体系。油基钻井液沉降稳定性较强，对泥页岩水化抑制作用强，抗污染和润滑性能较好，具有很好的储集层保护效果。可延长钻头使用寿命并有效抑制井壁失稳，与水基钻井液相比密度更低、平均机械钻速更高。能够满足深井、超深井、页岩气井等复杂结构井的钻井要求。2钻井液技术的相关工艺及材料研究2.1钻井液工艺技术①固控设备。在钻井液工艺技术之中，影响关联性极大的是振动筛及固控系统配置的优化，旋流装置和现场作业专用系统的优化也较好地提高了钻屑的清除效率，提升了劣质固相的一次清除率，降低了成本；②井壁涂覆工艺。它是利用树脂的光固化反应原理，在井壁之中形成井筒衬，成为依附于井壁的“贴膜”，较好地起到稳定井壁、储层保护与堵漏的效果；③极端工艺。这是对于现场施工作业中的极端情况而形成的特殊作业工艺。如：超高压地层钻进中采用的超高密度钻井液；异常高温地层采用的超高层钻井液等。在上述钻井液工艺技术之中，都涉及井眼稳定的应力平衡问题，并主要采用提升钻井液的化学抑制能力、微裂缝封堵能力；增强滤液的黏度；调整合理的钻井液密度等方式，较好地保持井壁的稳定性。并且，在最新的研究之中，也在探索大地应力场与井壁的稳定性关系问题，注重设计大位移井井眼轨迹，并实现超深井安全钻进的探索。2.2钻井液材料①抗伤害的化学助剂。这是针对钻井现场施工的难点，而开发的一种具有抗伤害能力的化学助剂，可以在各种不同的Cl-含量的环境之下应用，较好地调整钻井液的性能；②极端情况下的化学助剂。这是应用于极端情况下的钻井液材料，如：220℃之上的超高温地层中的化学助剂，就可以较好地提升钻井液的化学抑制能力，改善黏土颗粒的水化膜状态，使固相粒子达到均匀状态；③化学抑制剂。最为典型的是胺基聚醚类抑制剂，它相较于常规的化学抑制剂而言，具有更为有效的去水化能力，可以普及应用于易于破碎的页岩地层的钻进作业之中，极大地提升钻井液技术的化学抑制能力；④纳米技术。这种技术具有自我净化能力和自我修复能力，应用于钻井液技术领域之中，使钻井液技术衍生出一些新的功能，成为了一种“智能化”的工作流体，然而纳米技术在钻井液中的应用尚未完成成熟，还处于有限应用的阶段。3结束语龙源期刊网综上所述，我国的钻井液技术不断发展和成熟，并在未来的发展趋势之中，与计算机技术相结合应用，较好地保持钻井液技术体系的动态平衡，最大程度上降低钻井液连续相与储层之间的水化反应，并能够较好地应对极端情况，如：超高温、超高压、超低压等，实时变换操作技术，并在化学抑制剂能力提升的条件下，更好地保障钻井作业的安全实现。参考文献：[1]章文斌，钟少华，于成旺.建页HF-2井国产油基钻井液应用技术[J].江汉石油科技，2013（03）：87.[2]杨淑君，郑士权，吴彬，王荐，黄孝权，李炀辉.INVERMUL油基钻井液在建页HF-1水平井的应用[J].化学与生物工程，2013（08）：76.[3]何振奎.泌页HF1井油基钻井液技术[J].石油钻探技术，2012（04）：38.