一種抗高溫鉆井液體系在新疆塔河地區的應用

花純效 楊華剛

摘要：新世紀以來，工業活動更加頻繁，各行各業的發展更加快速，工業生產以及社會生活對石油資源的依賴程度日漸加深。石油在國家經濟發展和人民生活中所起的作用越來越重要。隨著油氣勘探的進一步發展，各種復雜的井鉆應用越來越多，不同油井鉆進作業時對鉆井液的要求也各不相同。

關鍵詞：抗高溫鉆井液體系;新疆塔河地區;應用

前言：新疆塔河地區地處沙漠邊緣、水網縱橫交錯、生態較為脆弱。所以，油井以深井居多，隨著油井深度的不斷增加，高溫高壓問題也越發突出。針對此種情況，就需要研究一款潤滑性好的鉆井液體系，以此來抗油井高溫、抗鹽鈣侵，穩定井壁，并減少對油氣層的損害，對鉆井作業起到良好的輔助作用，以提高鉆井效率，為油田的高產穩產夯實基礎。

1.高溫對水基鉆井液的影響

鉆井液的主要成分包括粘土、水、以及各種化學添加劑，基于新疆塔河地區地質的特征，高溫對水基鉆井液體系的影響主要體現在幾個方面：在高溫狀態下，粘土會隨著溫度的升高出現分散、聚結以及鈍化現象;同時高溫會使處理劑出現高溫交聯和高溫降解的現象;除此之外，過高的油井溫度會導致處理劑在粘土表現解吸附和去水化。這些因素都會導致鉆井液出現高溫增稠、固化、減稠、沉降等問題，而且濾失量也隨之增大，鉆井液本身的PH值也會下降，不得不增加處理劑的用量以保護其效用。

2.高壓對水基鉆井液和影響

在高壓狀態下，水基鉆井液面臨的影響主要是需要有較高的密度來對抗地層的壓力。而高密度會導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題。所以，高壓狀態下，一是對加重劑的要求更高，這樣才能在低用量的前提下達到高密度的效果;二是膨脹土的最佳限量難以把握，會有高溫增稠或減稠的潛在問題，對鉆井液的流變性和沉降穩定性產生不利影響;三是增加了鉆井液的流變性能調節難度;四是抗可溶性鹽及酸性氣體的污染能力差，對于后續廢棄鉆井液的處理帶來了難度。所以說，高溫高壓狀態下，對鉆井液性能要求更高。

3.新疆塔河地區常用聚磺混油鉆井液體系的特點

新疆塔河地區水平開開發井常使用的鉆井液體系為聚磺混油鉆井液體系，該體系潤滑、攜砂能力較好，雖然能夠很好的滿足油井的日常開發需要。但是，混油泥漿對生態影響較大，會對地表土壤以及地下水造成嚴重污染，對動植物的健康與生長造成巨大危害，從而間接威脅到人類健康，而且廢棄鉆井液的處理及排污費用較高，經濟效益不夠顯著。除此之外，由于綜合錄井信息會因此而受到干擾，不能為水平井軌跡調整提供正確依據。尤其在抗溫低于180度，密度達到1.80g每平方厘米時，150度條件下，鉆井液會出現流變性、濾失性、穩定性難以控制的問題。

4.抗高溫鉆井液體系在新疆塔河地區的應用

4.1 優選抗高溫處理劑

為了提高聚磺體系在高溫高密度條件下的性能，就需要針對抗高溫降濾失劑、加重劑等關鍵處理劑的性能進行研究與優選，通過選用與體系相配伍的表面活性劑來提高鉆井液體系的抗高溫高壓能力，以抗高溫高密度聚磺防塌鉆井液體系來滿足深井高溫條件下鉆井的需求。水基鉆井液中最為常用的抗高溫降濾失劑包括酚醛樹脂類、褐煤類、抗高溫聚合物類等。通過采用不同廠家的不同產品進行實驗與比對，觀察其熱滾前后的API濾失量變化、流變參數、性價比等綜合條件多角度的考慮，在酚醛樹脂類處理劑上優先選擇CSMP-2，褐煤類處理劑的使用上優先選擇SHC-2.SPNH-3，抗高溫聚合物降濾失劑上優先選擇HV-PAC-2。

4.2 對加重劑的使用進行篩選

鉆井液中常用的高密度加重劑為鐵礦粉和重晶石，其中，鐵礦粉對鉆具及管具的沖蝕較為嚴重，且對定向儀器有一定的影響。所以，抗高溫鉆井液中不適合采用鐵礦粉作為加重劑使用。所以，只能針對密度大于4.2g/cm2的重晶石進行篩選其中漿流變參數小的，粘度效應低的重晶石作為高溫高密度鉆井液體系中加重劑的使用。

4.3 表面活性劑對鉆井液體系的影響

表面活性劑能夠有效調節鉆井液的流變性，提高其抗溫、抗污染能力。同時，表面活性劑能夠提高粘土的抗鹽膏能力以及聚合物的水化能力，大幅降低鉆井液體系的濾失量。所以，表面活性劑一定程度上提高了鉆井液的耐高溫穩定性。

4.4 抗高溫鉆井液體系的科學配比

通過對高溫鉆井液體系中高溫處理劑、加重劑、表面活性劑、膨潤土、濾失劑、瀝青等各種主要組分的加減用量進行不同的研究、實驗與分析，得出一種抗高溫高密度聚磺防塌體系的科學配比，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，觀察得出其具有較好流變性、沉降穩定性和較低的濾失性。通過在塔河地區油井的應用中發現高溫高密度聚磺防塌體系鉆井液性能穩定，有效解決了水基鉆井液在高溫高壓環境下，流變性和濾失造壁難控制的問題，非常適應于新疆塔河地區鉆井使用。

5 結束語

石油行業的可持續發展是世界經濟發展的必然趨勢，我們應該要充分認識抗高溫鉆井液的作用原理，應用過程以及應用特點，然后結合各種處理劑的優缺點進行分析，通過對優缺點進行比較、從技術上和經濟上選擇可行的抗高溫鉆井液的配比方法，高溫高密度聚磺防塌鉆井液體系不僅具有良好的抑制防塌效果，而且還有保護儲層和環保的特點，并且維護簡單，性能穩定，適用于新疆塔河地區油井鉆井使用。

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