石油鉆井液選擇與確定探究

尹 水（四川鹽業地質鉆井大隊，四川自貢 643000）

石油鉆井液選擇與確定探究

尹 水
（四川鹽業地質鉆井大隊，四川自貢 643000）

石油工業的快速發展，對鉆井技術、鉆井液的選擇提出了更新、更高的要求，科學選擇鉆井液對促進石油鉆井工程的開展、降低事故發生的概率具有重要的意義。首先對石油鉆井液進行了概述，然后重點分析了石油鉆井液的選擇問題，并以水基鉆井液為例，從密度、抑制性、流變性、固相含量與濾失量、堿度控制等方面系統地分析了鉆井液的確定過程及控制目標，以期對石油鉆井開采中鉆井液的選擇、使用有所參考。

石油；鉆井液；選擇；分散介質

1　石油鉆井液概述

石油鉆井液（實踐中常稱為石油鉆孔沖洗液）是石油鉆井作業中必須配備的“介質”。石油鉆井液是石油鉆井工程中最先與油氣層相接觸的“液體介質”，其性能、類型的“優劣”會對油氣層產生直接、重大的影響。常見的鉆井液主要有水基鉆井液、氣體鉆井液、油基鉆井液以及合成基鉆井液等類型，工程實踐中，應該根據油氣層的特點、巖石的特點等合理選擇鉆井液。石油鉆井液的主要的用途是冷卻潤滑、懸排鉆渣、傳遞動力、平衡地壓等等，因此，科學、合理地選擇石油鉆井液，就成為石油鉆井工程中極其重要的“一環”，否則，如果鉆井液選擇不當，不僅會對鉆頭等工程機械、出油質量造成不利的影響，甚至于還會出現垮塌等安全事故。

2　石油鉆井液的選擇與應用分析

2.1石油鉆井液的選擇

石油鉆井工程中，科學選擇鉆井液是促進石油開采目標順利實現的基本保障。實踐中，石油鉆井液的選擇應該重點考慮以下幾個方面的要素：①固相含量要低：盡量選擇無固相、固相較低的鉆井液（除必要的加重材料、膨潤土等“添加料”之外），以避免出現固相顆粒堵塞損害油氣層的現象，而且要嚴格控制好膨潤土、加重材料的“量”，對于滲透率要求較高的油氣開采項目，以選擇無固相鉆井液為宜。②鉆井液應與油氣層巖石“匹配”：實踐中，應該根據巖石的類型（主要指堿敏性、水敏性、酸敏性以及鹽敏性等類型）科學選擇鉆井液，以滿足石油鉆井開采要求，比如，對于堿敏感性巖石地層，要控制好pH值，而對于鹽敏感性巖石地層，要控制好臨界礦化度。③鉆井液應與“流體特征”匹配：與油氣層中的流體相匹配是鉆井液選擇必須要重點考慮的因素，比如，鉆井液組分不能與油氣層“流體”發生乳化、沉淀、水鎖等作用，否則，就會影響石油的開采。④鉆井液的密度要可調：目前，我國油氣層的壓力系數為0.4～2.87，選用密度可調的鉆井液能夠滿足不同壓力的油氣層開采要求，最大限度地減輕對油氣層的損害。總之，石油鉆井液選擇要綜合考慮經濟成本、毒性、腐蝕性、儲層保護以及工程施工要求，這樣才能夠確保石油鉆井目標的達成。

2.2石油鉆井液的確定

選擇相應的石油鉆井液類型之后，還要根據鉆井巖石與儲藏層的特點，鉆井液的性質來進一步確定具體選用何種組分、性質的鉆井液。實踐中，要重點做好鉆井液的參數選擇、設計。以水基鉆井液的性能參數設計為例，要重點從以下幾個方面來“確定”鉆井液：（1）密度：水基鉆井液的密度設計必須要基于裸眼井段地層最高空隙壓力的基礎上來進行確定，然后再增加一個0.05～0.1g/cm3或者是1.5～3.5MPa安全附加值，在滿足石油鉆井要求的前提下，附加值多以采取低限為宜，而對于鹽膏層、高壓水層、塑性地層等特殊的地質條件，則需要采用高限附加值。（2）抑制性：水基鉆井液的確定需要重點考慮油井的地層理化特性，依據鉆井液抑制性室內評價結果，科學確定水基鉆井液中所需要加入的抑制劑的種類以及加入的量，實踐中，可采用巖心膨脹實驗法、抗粘土侵污能力實驗法以及鉆屑滾動回收率實驗法來確定石油水基鉆井液中所需要添加的具體的抑制劑及其加入量。（3）流變性：可以根據地層巖性、環空返速、石油鉆速來確定鉆切力和水基鉆井液的粘度，以選擇低粘度的鉆井液為宜，如果環空密度過大則需要選擇高粘度、動切力的鉆井液。（4）固相含量與濾失量：固相含量方面，按照體積百分數來計，控制含沙量≤0.5%、劣質固相含量≤2%，而在儲層井段鉆進過程中，應控制含沙量≤0.2%；濾失量方面，高滲透巖石層控制API≤5mL，而對于滲透率較低、水化膨脹率較小以及井壁穩定性較好情形，可以在進行必要的實驗的基礎上適當放寬API濾失量。（5）堿度控制方面：分散性、不分散性石油鉆井液pH值應分別控制在8～10、7.5～8.5范圍之內。另外，水基鉆井液還需要有較強的抗鈣鎂、抗鹽、抗高溫能力，以確保石油鉆井的安全、順利進行。其它諸如油基鉆井液、氣體鉆井液、合成鉆井液在進行性能參數設計時，也需要按照《規范》做全面、系統地分析，達到選擇、確定最佳鉆井液的目的。

3　結束語

總之，石油鉆井液是石油開采中必須用到的“資源”，研發、設計新型的石油鉆井液對促進石油開采活動的開展、減少石油鉆井液的使用量以及減少污染物的排放量具有重要的意義。實踐中，要盡量選擇乳化、提黏切性能較好的鉆井液，以滿足鉆井施工條件的要求，促進石油開采目標的順利實現。

［1］ 劉梅全，楊慶理，鄭毅.傾力打造鉆井液技術服務利器 確保鉆井施工安全快速高效——中國石油鉆井液技術發展評述［J］.石油科技論壇，2012（3）：6-9；13；71.

Selection and Determination of Oil Drilling Exploration

Yi Shui

The rapid development of the oil industry，drilling technology，drilling fluid put forward newer and higher requirements，conduct scientific drilling fluid to promote oil drilling projects，reduce the probability of an accident is of great significance.In this paper，the first oil drilling are summarized and analyzed the selection of oil drilling，and water-based drilling fluid，for example，from the density，suppression，rheology，solid content and the amount of fluid loss，base the degree of control and other aspects of the system analysis of the process of determining the drilling fluid and control objectives，with a view to the selection of oil drilling in the drilling fluid，using some reference.

oil；drilling；selection；dispersion medium

TE24

A

1003-6490（2016）05-0056-01

2016-05-10

尹水（1981—），男，四川廣漢人，工程師，主要研究方向為石油鉆井鉆井液方向。