分析高溫高壓水基鉆井液技術發展

張長庚 楊勝芝 楊頔

摘要：一直以來，石油資源在促進科學技術的發展，以及國民經濟飛躍上做出巨大的貢獻。石油被廣泛應用在社會各界中，給社會的日常生產和生活提供了很大的便利，在國家經濟發展和人民生活中所起的作用越來越重要。鉆井作業是石油生產中的重要環節，也是實現高產穩產的關鍵性環節，如何實現鉆井液的輔助增速為鉆井界所重視，尤其是鉆進過程中，一些復雜的地質環境，以及當前越來越多的深井、超深井給鉆井作業帶來極大的考驗。深井作業對于鉆井液的高溫高壓要求極高。本文就高溫高壓水基鉆井液對水基鉆井液的影響，高溫高壓水基鉆井液技術應用的重要性，以及高溫高壓鉆井液技術發展進行簡單闡述，以供參考。

關鍵詞：高溫高壓水基鉆井液;技術發展

前言

隨著社會經濟的持續穩定增長，工業生產和人民群眾對石油資源的需求居高不下。為了穩定市場供應，油企紛紛加大了生產規模。然而，當前我國多數油品都進入開采的中后期，油氣勘探、開發、生產的難度加大，各種復雜的井鉆應用越來越多，在復雜鉆井作業中，對高溫高壓水基鉆井液的應用要求越來越高，也因此，對高溫高壓水基鉆井液技術的研究就未曾停止過，并且隨著技術的進步，使得高溫高壓水基鉆井液技術的發展與鉆井應用越來越匹配，顯著的提升了鉆井質量和鉆井效率。

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，基于深井鉆井作業地區的地質特征，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高溫高壓水基鉆井液技術應用的重要性

我國具有的油氣資源儲量十分豐富，但是開采難度較大，以頁巖油為例，在我國各大盆地中都有廣泛的分布，具有十分良好的發展前景，但我國的頁巖油氣勘探開發起步較晚，且地質條件復雜，開采任務艱巨，由于我國的頁巖油氣資源分布區域水資源比較缺乏、多屬丘陵山區、人口密集且地表條件不利于施工，且頁巖類型為海、陸相兼存，海相頁巖有機碳含量高、成熟度高、以產天然氣為主，陸相頁巖埋藏深、成熟度低、脆性礦物含量低、油氣兼產。地質條件復雜性和特殊性決定了對勘探、鉆井開發技術要求也更高。高溫高壓鉆井液技術是頁巖油氣開采的重要輔助技術之一。基于頁巖地質獨特的微裂縫和層理發育特征，所以在頁巖油氣的生產主要采用水平井的開采方式，但是，頁巖油氣地層的井壁穩定、長水平段的摩阻、水平井段的井眼清潔、儲層保護等問題一直是制約頁巖油氣開發的關鍵問題所在。所以，鉆井作業施工過程中對鉆井液的井壁穩定性、潤滑性和井眼清潔能力要求極高。因此，在頁巖油氣鉆井過程中對鉆井液的性能要求十分嚴格，大多數首選油基鉆井液，油基鉆井液對頁巖具有極強的抑制性、極好的穩定井壁，且潤滑性能優良，能夠起到很好的防卡潤滑、井眼清潔和最大限度的減少對儲層傷害等作用，而且能夠有效應對長井段水平井存在的井壁失穩和高摩阻問題。

4高溫高壓水基鉆井液技術的發展

4.1鉆井液處理劑和體系呈現多功能化

隨著高溫高壓水基鉆井液技術的不斷進步，鉆井液處理劑和體系呈現多功能化特征，鉆井液體系中鉆井液處理劑的減少，就意味著鉆井液處理劑的多功能化。這種多功能化，并不是傳統意義上的多功能化，傳統認為一種處理劑，如中粘CMC可能既是增粘劑，也是降失水劑，同時是潤滑劑，但新出現的處理劑比之綜合功能要強得多，這種處理劑可能就是一種適于多種儲層和多種施工條件的處理劑，只要與水相混就成為完整的鉆井液體系。

4.2高溫高壓水基鉆井液體系的配比更加科學化

隨著鉆井作業深度的增加，對于高溫高壓水基鉆井液的技術改良與創新也在持續的進行中，這其中，最為顯著的變化就是高溫高壓水基鉆井液的配比更加科學化，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、分析、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，其具有較好流變性、沉降穩定性和較低的濾失性。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，非常適應于深井區域鉆井使用。

結束語：綜上所述，高質量的鉆井作業離不開高溫高壓水基鉆井液技術的有效應用，我們應該要充分認識抗高溫高壓水基鉆井液的作用原理，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、從技術上進行不斷的改良與創新，使之得到更好地應用。

參考文獻：

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