油基鉆井液施工工藝技術

趙達（中國石油集團川慶鉆探工程有限公司鉆井液技術服務公司，四川成都610056）

0 引言

近年以來，相關工作人員不斷加大對油基鉆井液的開發研究力度，包括對油機鉆井液油包水鉆井液等技術層面的研究，研究出底油水比油基鉆井液，滿足了水平井開發的需求。油基鉆井液是以水滴為分散相，油為連續相，實際上就是一種具有抗高溫、潤滑性良好，同時污染性小的乳化液。其最大的特點就是具有很強的井壁穩定性，現在已經被廣泛應用在高難度、高溫深井、頁巖水平井等鉆井技術當中，而且可作為解卡液、射孔完井液、修井液以及取心液被廣泛應用。

1 工程簡介

長寧H28-5 井區塊區域構造位置位于四川盆地與云貴高原結合部，川南古坳中隆低陡構造區與婁山褶皺帶之間，北受川東褶皺沖斷帶西延影響，南受婁山褶皺帶演化控制，其構造特征集二者于一體的構造復合體。長寧H28-5 井屬于水平井開發井，全井最大井斜角為102.11。，方位角89.18。，井深4330.16 m。井底水平位移閉合距1671.79 m，閉合方位189.74。，油層套管尺寸及下深139.7 mm×4396.60m，采用套管完井方法。

2 油基鉆井液配制工藝

2.1 配置順序對油基鉆井液性能的影響

油基鉆井液配置工藝原理就是通過添加乳化劑等方式，將油與水這兩種不相容的物質通過機械高速剪切有機融合在一起。為了有效保證油基鉆井液性能配置過程中還需要添加一些其他物質，所以這些物質的添加順序會對油基鉆井液性能帶來直接的影響。這些添加物質一般包括采油、有機土、降濾失劑等等。

比如：按照柴油+有機土+降濾失劑+CaCl2溶液+重晶石的順序來配置油基鉆井液，破乳電壓值就會比較低為547V,塑性黏度較高為32/mPa·s，濾失量較高為1.0ml。如果是先添加Ca?Cl2溶液CaO后添加有機土，這樣一來油基鉆井液性能就會有很大的變化，破乳電壓值就會比較高為1048 V,塑性黏度較低為28/mPa·s，濾失量較低為0ml。

2.2 剪切速率對油基鉆井液性能的影響

油基鉆井液是通過機械高速剪切將水相溶于油相中，然后在乳化劑的作用下將水相牢固束縛在油相中，所以，機械剪切速率對油基鉆井液的形成十分重要。根據實驗表明，剪切速率越高所配置的油基鉆井液的破乳電壓就越高，同時動切力也會增高，由此可見，剪切速率就高油基鉆井液配置性能就越好。因此，在實際鉆井施工現場要選用功率高的攪拌設備，另外，在鉆井液循環流經鉆頭時，水眼處的剪切速率越高對機油鉆井液性能越有利，越有助于油鉆井液性性能的提高。

3 油基鉆井液現場配制工藝步驟

在油基鉆井液現場配制時，一般利用兩個泥漿罐來進行配置，如果沒有充足的泥漿罐也可單個泥漿罐進行油基鉆井液的配置。油基鉆井液配置一般分為以下四個步驟：

首先，進行氯化鈣溶液的配置。根據配置油基鉆井液體積大小、油水比例，在泥漿罐中倒入對應體積以及相應濃度的氯化鈣溶液；

其次，加入基礎油、乳化劑。啟動攪拌機跟泥漿槍，加入配漿用的基礎油以及乳化劑，需用高速率設備剪切，使油水混合物充分得到攪拌混合，以最大限度提升鉆井液性能；

再次，充分進行攪拌。在混合體系中按順序添加石灰、有機土、降濾失劑，每添加一種處理劑充分攪拌，確保攪拌均勻；

最后，調整鉆井液的密度。根據施工現場實際性能要求適時調整鉆井液的密度，比如，加入加重材料改變鉆井液密度，加入以后攪拌均勻。

4 油基鉆井液的性能維護

4.1 油基鉆井液流變性維護

在實際鉆井工程施工過程中需要維護油基鉆井液較低的流變性，有效降低當量循環密度和泵壓，以防止誘發漏失現象發生；同時，避免流變性過低導致加重材料沉降引發井下復雜問題的出現；最后還要充分考慮水平井井眼清潔的問題，防治重晶石沉降問題。在配置低油水比鉆井液過程中，通過調整有機土以及乳化劑的加量對井液的流變性以及乳化性進行調控。此外，還可以充分利用施工現場的鉆井液固控設備，將劣質固相清理干凈。

4.2 油基鉆井液濾失量維護

一般新配置的油基鉆井液都具有良好穩定的乳化性能，此時油基鉆井液的中壓濾失量值接近或者為零，同時高溫高壓慮失量也比較低。性能穩定的油基鉆井液的高溫高壓濾液一般不存在水，存在的是油。如果濾液中水、油都存在說明油基鉆井液的乳化穩定性遭到破壞，此時，必須及時補充一定的乳化劑以及潤濕劑以確保乳化穩定性。如果突然出現高溫高壓濾失量增加的狀況，往往是因為粒徑分布不合理導致的，可以添加有機土以及高溫降濾失劑等物質來降低高溫高壓濾失量；另外引起高溫高壓濾失量突然增大也可能是因為收到高溫的影響，此時可以及時加入潤濕劑、乳化劑以及高溫降濾失劑進行有效的維護。

4.3 油基鉆井液乳化穩定性維護

在油基鉆井液乳化穩定性中，破乳電壓值是主要定量標準。一般要求油基鉆井液的破乳電壓值≥400 V。如果鉆屑進入油基鉆井液當中會因為吸附消耗大量的乳化劑以及濕潤劑，如果乳化劑活著濕潤劑沒有得到及時補充，鉆井液流動漩渦就會減少，從而進一步導致糊篩問題的出現，因此，必須及時補充乳化劑活著濕潤劑，定時測量破乳電壓值，確保油基鉆井液的乳化穩定性。

4.4 油基鉆井液污染維護

當油基鉆井液中混入地面或者地下水時，就會導致破乳電壓值降低，流動性變差，油水比降低的問題出現，這樣一來就必須及時添加乳化劑、石灰、潤濕劑或者基礎油，確保破乳電壓值、流動性、油水比降的正常范圍。如果油基鉆井液受到CO2污染，就會引起鉆井液黏度、動切力升高，可以添加石灰和乳化劑處理。如果油基鉆井液受到H2S 污染那就需要添加除硫劑來處理。

5 油基鉆井液回收及重復利用工藝

油基井液具有很好的環保性能，可以重復利用，其回收利用率與油基鉆井液的性能和回收存儲工藝相關。在油基鉆井液的回收利用過程中需要注意以下事項：

（1）要注意油基鉆井液的儲存空間的環境，防止因雨水、雪水以及灰塵等的侵入，確保回收液未受到污染變質。

（2）在油基鉆井液回收再利用過程中，必須及時對油基鉆井液進行科學有效的處理。比如，利用除砂器、離心機等設備去除里面的劣質固相；優化油基鉆井液性能等等。

6 結語

總之，近年來由于油基鉆井液具有良好的井壁穩定性、潤滑性以及抗污染能力等，被廣泛應用于各個鉆井施工工程當中。在配置油基鉆井液時必須要注意配置順序，根據鉆井實際對油基鉆井液不同性能要求添加不同的物質。同時，在油基鉆井液回收利用再利用過程中要注意保存環境，優化油基鉆井液性能。