鉆井施工過程中對鉆井液性能的影響

劉 恒

（山東省煤田地質局第一勘探隊，山東 滕州 277599）

鉆井液作用非常顯著，鉆井液剛開始使用的時候就已經解決了很多鉆井過程中遇到的問題，不僅可以保障鉆井工作安全、高效的運行還可以在極大程度上保護資源儲層安全性。我們需要提升鉆井液的性能，這樣可以適應更加復雜的井型，鉆井液必須安全、環保，對環境和油品儲層的品質沒有任何的污染，所以我們在后期對鉆井液進行研究的時候需要重視這個方面[1]。

1 鉆井液在鉆井過程中的作用分析

鉆井液的作用也體現在了超深井和部分大位移井的施工中，在這兩個工作中鉆井液發揮了極其重要的作用，在鉆井行業的發展中鉆井液已經成為決定其發展的重要因素之一。鉆井液在鉆井過程發揮非常重要的作用，主要表現在以下幾個方面：①輔助鉆井工作順利進行，在鉆井工作進行時，在井底難免會出現碎屑，而鉆井液可以有效的清理巖屑，鉆井液在井中循環的時候可以把井底以及井壁上面的碎屑攜帶出來。鉆井工作進行時會用到鉆頭這個工具，而鉆頭的硬度遠遠比巖石的硬度要大，所以鉆頭會將巖石切割成極其細小的粉末，但是粉末在井中飄浮的時候會增加增大摩擦力，使得鉆井的速度減緩，所以說必須要在不影響鉆井工作的前提下將巖石碎屑帶出，這個時候鉆井液就發揮了自己的作用，鉆井液黏著在鉆頭上，然后利用壓力將碎屑帶出[2]。②鉆頭在井中時刻不停的工作，而且鉆頭的運轉速度非常的高，在與巖石碰撞的時候會產生巨大阻力，導致鉆頭的溫度升高，久而久之就會對鉆頭有影響，嚴重的時候甚至會報廢，在鉆井工作進行時沒有辦法進行降溫，此時使用鉆井液可以有效的降低鉆頭溫度。首先，鉆井液以一種液態的形式在鉆頭上，這樣可以對鉆頭進行快速的降溫，保障鉆頭的溫度處于一個正常的溫度，其次，鉆井液會不斷的循環，保障自身的溫度不會過高，這樣才可以保障鉆頭的溫度。③前面已經提到，巖石在鉆頭的作用下會變成非常小的碎屑，而碎屑會因為離心力的原因附著在鉆頭上，這樣就會導致鉆頭的摩擦力增大，在鉆井過程中沒有辦法對鉆頭進行較為專業的清理，但是放任碎屑存在，就會造成卡鉆或者是鉆頭的效率降低等情況。鉆井液本身具有一定的粘度，可以將依附在鉆頭上的碎屑清理干凈，還可以消除摩擦。④鉆井液可以以不同的形式存在，不會一直以液態的形式存在，在特定的情況下會形成一定量的顆粒，而形成的這些顆粒由于滲透性不強，所以說會聚集在井壁之上，這樣可以有效的平衡巖石內測和外側的壓力，還可以防止井壁坍塌。⑤鉆井工作時保持壓力平衡也是一個非常重要的方面，假如壓力過大會導致井噴，而壓力小會造成井壁坍塌的情況出現，而鉆井液這個時候就可以通過自身維持在一個正常的壓力水平上，由于鉆井液的材料特殊，所以在使用的時候必須要保障對油品儲層的品質和環境沒有絲毫的影響。通過上述幾個方面的分析。我們可以得知鉆井液在鉆井工作中發揮的作用?，F在我們國家提倡節約，所以使用之后的鉆井液可以通過凈化處理，二次使用。

2 對于鉆井液性能的影響

2.1 鉆井液的穩定性

在鉆井的過程鉆井液是一個非常重要的部分，甚至可以稱之為鉆井的“血液”。鉆井的質量會被鉆井液的優劣決定，優異的鉆井液可以促進鉆井的質量。我國幅員遼闊，地大物博，并且地勢非常的復雜，所以我們對于鉆井技術有極大的要求，那也就說我們鉆井工作對于鉆井液也有極高的要求。由于鉆井液的組成材料較為特殊，所以說鉆井液會對鉆井工作起到幫助作用，也會阻礙鉆井工作的開展。鉆井液不是單純的以一種形式存在，在特定的情況之下會保持一個固體形態。

而固體形態下的顆粒直徑非常小，大部分的鉆井液固體顆粒直徑在0.1μm～0.2μm，只有一小部分的鉆井液固體顆粒直徑在0.1μm～1nm，從這可以看出，溶膠與懸浮液是鉆井液的主要組成部分。鉆井液的穩定性也是由膠體顆粒所決定的，膠體的含量與鉆井液的分散情況有很大關系，而這種分散的情況會直接影響到黏土與膠體的結合，而他們的結合大致可以分為三種，相互分離、部分聚集和全部聚結這三種結合情況，重力存在造成膠粒分子下垂。假如鉆井液中的膠體顆粒非常的分散，那么鉆井液的性能相對也會更好，假如膠體不夠分散，出現凝結和絮絮的狀態，鉆井液的性能也會相對降低。而分散的顆粒有較大的穩定性是因為，細小的顆粒因為有很大的表面積所以說表面的能也會更大，表面的能隨著時間的流逝而逐漸減小，這個時候鉆井液細小的顆粒就會自己聚集在一起，越變越大。然后分散的顆粒又因為某種原因組織小顆粒結合，兩者之間一個相互作用力，使得鉆井液越來越穩定，平衡。

2.2 對鉆井液的危害

曾經有研究表明，在鉆井施工的過程中，潤滑和清洗井底都可以通過鉆井液實現，但是鉆井作業的時候極大可能會對鉆井液性能產生很大的破壞，所以我們需要對鉆井液的性能進行有效的研究，這樣才可以在極大程度上保障鉆井液的性能處于最優狀態。鉆井過程中鉆井壓力扮演一個非常重要的角色，鉆井工作的開展必須要在合適的壓力下開展，這樣鉆井液才可以不污染儲層，并且還可以平衡井道的內外壓力。但是井筒壓力還是會對鉆井液造成極大的影響，井筒的壓力會導致原本井壁外部的鉆井液進到井壁內部和地層中，長此以往就會造成井道的壓力不平衡，對儲層造成一定的污染。所以說地層對于井筒的壓力需要嚴格的控制，這樣才可以保障地層中的鉆井液處于一個非常穩定的狀態。假如在施工時候出現壓力不平衡的情況，就要采用失平衡鉆井技術，采用這個技術可以在最大程度上降低鉆井液對于地層的危害。而控制鉆井時間是為了避免井筒在鉆井液中太長時間，而出現井壁坍塌的情況。假如井筒已經長時間在鉆井液中浸泡，并且鉆井液進入了地層，那么地層的壓力就會失衡，造成安全隱患，使得工期超長。在鉆頭開始工作時，一瞬間速度會激烈的增加，而壓力也會隨之增加，壓力過大會造成鉆井液的性質發生變化。鉆頭的轉速過快，會造成鉆井液在井眼溢流，這樣就會污染鉆井液，那么鉆井液循環系統就會受到阻礙。還有一種情況就是在鉆進過程中，沒有產生溢流現象，而是直接進入了井筒，這個時候就會產生壓力差，在壓力差的迫使下，鉆井液更加容易油品儲層，對油品儲層造成一定的污染。

3 結語

簡言之，鉆井液在鉆井過程中的重要作用不言而喻。鉆井液可以穩定井筒、井壁，還可以降低鉆頭的溫度，對鉆井的井底進行清理，平衡地層的壓力。但是鉆井工作開展會對鉆井液造成極大影響，增大阻力，阻礙碎屑帶出，嚴重時鉆井液會進入地層和儲層，所以說必須要嚴格重視這個方面。后期還需要對鉆井液在不同條件之下的使用進行進一步的研究，為鉆井工作的發展提供更多的幫助。