淺析超深井超高溫鑽井液技術

更新時間：2020-03-19

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一、前言

當前能源問題是任何國家關(guan) 注的主要問題，隨著經濟的發展，人們(men) 生活水平的提高，對能源的需求也日益增多，大部分中淺地層的能源資源幾乎都已經被開發利用，隻能向著更深的地層開發能源資源，超深井的采油已經成為(wei) 必然。但是超深井的超高溫對鑽井液性能影響非常大，如何使鑽井液具有抗高溫能力，是所有鑽井工程中的技術難題。深井鑽井工程受鑽井液的質量直接影響，在超深井鑽井中，深度越深，地層溫度越高，鑽井液循環、停留的時間更長，在低溫下鑽井液性能不容易發生變化，但是在這樣超高溫的情況下，性能會(hui) 發生變化，超深井鑽井的裸眼長，地層結構複雜，增大了石油氣受汙染的可能性等問題都是增加鑽井的技術難度[1]。現代石油超深井鑽井中需要解決(jue) 的問題是在超高溫高壓的條件下維持鑽井液的性能，發揮出大的功效，提高抗高溫的能力等。

二、深井高溫環境下常用的幾種鑽井液

鑽井液是在鑽井過程中使用的流體(ti) ，有液體(ti) 和氣體(ti) ，因此正確的應該叫鑽井流體(ti) 。鑽井過程中鑽井液起著十分關(guan) 鍵的作用。鑽井液在鑽頭的水眼處以很高的速流，噴入井底，衝(chong) 起井底的岩屑，將岩屑衝(chong) 出，衝(chong) 洗井底,為(wei) 防止井噴應該要和地層壓力平衡。鑽井液不僅(jin) 可以潤滑鑽頭以及冷卻鑽具，還能抑製頁岩分散和膨脹，同時還可以產(chan) 生薄韌的濾餅，穩定井壁。依據鑽井液衝(chong) 擊出的岩屑，可以獲取準確的地層信息，根據得到的信息改變鑽井液的流速，提高鑽頭破岩的能力，加快鑽井工程的進度。

目前，鑽井工程在深井高溫環境下常使用的鑽井液有三磺水基鑽井液、矽氟聚合物鑽井液以及TSD 、TSF聚合物鑽井液[2]。三磺水基鑽井液的處理劑其主要是磺化腐植酸、磺化酚醛樹脂、磺化栲膠。在高溫高壓環境中有效降低了鑽井液的濾失量，加固了井壁，提高了泥漿防卡、防塌、防鹽和抗溫的能力。矽氟聚合物鑽井液是5 %的鈉膨潤土、6%的M F-1、4%的M M H 、3% 的R H-1 、3%的NSO 、3 %的GF-260 、2% 的Z H-Ⅲ以及多種輔助劑結合而成的。因此抗高溫能力比較強，還有比較好的剪切降粘性能和流變性能,有較強的抑製服性和抗高溫懸浮穩定性。TSD、TSF 聚合物鑽井液是聚合物。TSD是具有抗高溫性質的反絮凝聚合物。TSF是能夠控製高溫的濾失聚合物。TSD是低分子的聚合物，鑽井液具有的流變性能夠被有效的控製住，還具有抗鈣的性能。TSF 是一種穩定的抗高溫添加劑。TSD、TSF 結合配製出來的鑽井液不僅(jin) 熱穩定性高，而抑製性能也比較高。

三、超深井超高溫鑽井液技術的主要難點

1.鑽井越往下，井下的壓力和溫度會(hui) 越高，鑽井液循環、停留在井下的時間也越長。低溫下，鑽井液不容易發生變化、反應不劇烈、作用不明顯，但是在超深井超高溫的情況下，鑽井液容易發生變化，性能變得不穩定[3]。

2.超深井在鑽井過程中遇到的地層複雜多變，地層中的水、油、鹽、粘土、氣等汙染會(hui) 比較大，在高溫影響下鑽井液體(ti) 係也會(hui) 發生變化，因此鑽井液體(ti) 係在超深井超高溫環境下要有很強的抗汙染能力。

3.鑽井越往深處的裸眼越長，地層結構更加複雜，確定以及控製鑽井液的密度更加不容易，並且采用重泥漿的壓差大，就會(hui) 造成井塌、井噴、井漏、壓差卡鑽等複雜的問題。

4.鑽井液在高溫高壓條件下更加嚴(yan) 重的腐蝕鑽具。而且超深井下作業(ye) 時間長導致多種因鑽井液引起的事故增多。

5.在超深井作業(ye) 中為(wei) 提高鑽井液的性能，經常把潤滑劑、抑製劑、降濾失劑等處理劑添加到體(ti) 係中，處理劑成分是有機化合物，帶有毒性。施工中，不正當處理，會(hui) 汙染地下水、土壤、地表，影響環境，動植物健康[4]。

四、超深井超高溫鑽井液技術改進措施

1.使用抗高溫稀釋劑和抗高溫濾失控製劑，在高溫高壓下鑽井液明顯的增稠，是由於(yu) 高溫下的黏土粒子發生水化分散，所以，使用抗高溫稀釋劑進行稀釋作用，目的是抑製黏土發生水化，達到高溫稀釋的目的。超高溫下泥漿的濾失、濾餅影響著井壁的穩定，提高液相黏度和濾餅質量，減少濾餅滲透可以控製濾失。

2.在超深井超高溫的環境下，在鑽井項目的設計和鑽井液的選擇上，要慎重考慮對環境的影響，選擇的潤滑劑、抑製劑、降濾失劑等處理劑要確保不造成環境汙染，把汙染降到低，嚴(yan) 格把握鑽井液的使用量，保障鑽井工程的順利實施，減少安全事故的發生。

3.在鑽井施工過程中，對經過的岩層性質要及時有效的分析，防H2S和防塌的主要措施是使用準確的泥漿密度。起下鑽的速度嚴(yan) 格控製，能夠防止壓力和抽汲造成的井壁不穩問題，堅持使用低速進行起鑽，起鑽過程中要對泥漿進行連續灌滿，下鑽操作要保持平穩[5]。

4.在鑽井過程要預測地質，對井下的情況進行嚴(yan) 密的監視，預防發生井塌、井漏等事故，及時發現可能出現的安全隱患，及時進行有效的處理。在鑽井進程中特別要注意卡鑽被粘附，在井中要盡量使鑽具保持活動，停止不要超過5分鍾的時間，特殊情況時必須長時間的停止鑽具，把鑽具放置在安全的井段，減少井下發生複雜事故的概率。

五、結束語

深井超高溫的鑽井液技術給深井超深井的經濟、快速、安全鑽井提供強勁的支持，在深井鑽井中能夠降低成本、提高速度、縮短周期、加快勘探進程，具有實用價(jia) 值和理論意義(yi) ，還有廣闊的發展前景。

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