关于钻井液配制与维护

关于钻井液配制与维护

刘超

刘超

中海油田服务股份有限公司油田化学事业部深圳作业公司

摘要：随着世界能源需求量的逐渐增加，深井、超深井、超深水井等钻探成为石油工业发展的主要方向之一。钻井液在钻探施工中十分重要。钻井液不仅仅能够预防、解决井内事故，同时也能够有效的提高钻探效益以及钻探工程的质量。随着钻井液的广泛使用，钻井液的配制技术与维护工作逐渐受到甲方和服务施工单位的关注与重视。笔者结合自身实践经验，针对钻井液现场的配制与维护进行探索。

关键词：钻井液；配制；维护

引言：随着勘探领域逐渐向深部地层中发展，需要钻探的地层也越来越复杂。为了能够满足钻探对钻井液技术的标准和要求，必须要对性能稳定、抗温能力强、抗污染性能好、密度大的钻井液技术进行探索。

一、高温高压水基钻井液研究现状

钻井深度越深，井下温度、压力越来越高，地质情况愈加复杂，遇到的技术困难就越多。而高温高压盐膏层钻井的技术难度就更大，因此高温高压盐膏层钻井液的性能稳定与否直接关系到钻井的成败。

对于深井来说，钻进井段长且有大段裸眼，同时还要钻穿许多复杂地层，因此作业条件较一般井苛刻得多，钻井液处于井底高温和高压条件下，钻井液中的各种组分都发生了显著变化，使钻井液的性能明显恶化，严重时将导致钻井作业无法正常进行。伴随较高的地层压力，钻井液必须具有较高的密度，这势必造成钻井液的高固相，造成压差卡钻及井漏、井喷等井下复杂情况频繁发生，使得保持钻井液良好的流变性和较低的滤失量变的非常困难。

要克服钻井液在高温、高压条件下流变性恶化这一现象，一般应采取以下措施：(1)研制抗高温钻井液处理剂，提高钻井液体系的抗温、抗污染能力，有效抑制高温对粘土的各种作用并把它们的影响降到最低限度，以求使钻井液在整个温度循环过程中具备恒定的流变性能；(2)在高温下能否保持钻井液具有良好的流变性和携带、悬浮岩屑的能力非常重要，针对井下温度和压力严格控制钻井液体系中低密度固相粘土的含量及其分散特性，可以保证钻井液性能的稳定；(3)增强钻井液体系的抑制性，提高高密度钻井液中固相颗粒的分散度。(4)具有良好的润滑性，当固相含量较高时，防卡尤为重要。此时可通过加入抗高温的润滑剂以及抑制剂等措施来降低摩阻。

二、准备工作

1、固井侯凝期间，回收循环池内钻井液，全面清洗循环池、回流槽等地面循环系统。

2、检查配浆用混合漏斗及加重配套设施，确保完好，做好配浆准备。循环池搅拌器必须保证全负荷连续运转。

2.3、钻井液配制工艺

2.3.1准确了解处理剂性能参数、作用机理、使用方法、配伍情况

准确了解钻井液处理剂的基本情况是配制工艺中重要的一个步骤，根据处理剂物理或化学特性调整配制程序，使它在配制过程中充分释放应有的性能。

2.3.2确定钻井液的各项性能指标

根据钻井液方案和配制及性能参数，进行室内配制实验和调整。确认性能达标和配量准确，并做好详细的配制实验记录。这样做主要是为后续施工钻井液的配制确立准确的方法，杜绝盲目性。

2.4、严格按照配制程序、方法操作

2.4.1严格计量。在配制钻井液时，各种处理剂的配量要准确。特别是加量较小的，更要做到十分精确。这样可防止因加量不足或过多，造成钻井液性能指标设定值不达标，而致使诱发井内事故的发生。

2.4.2分别溶解。应特别注意处理剂的物理、化学特性，配制过程应采用分别溶解的方法。避免相互制约而造成溶解缓慢或不溶解。

2.4.3依次加入。钻井液是由处理剂与溶解介质的组合。它的多功能体系由多个单功能体组成，即多种处理剂混合组成。在配制过程中，应按照分散、增稠、增粘的方式依次加入。

2.4.4性能调整。性能调整是钻井液配制过程中的一个调制程序，主要是由于环境、条件、人为等因素，造成按剂量配制出来的钻井液达不到功能体系所要求的性能指标。必须要通过调制进行性能调整，以满足功能体系的需要。

2.4.5充分搅拌。充分搅拌是促使各个单功能体快速、均匀地溶入整个功能体系中，完成整个配制过程。

2.5做好详细的配制记录，总结经验

三、钻井液现场配制程序

在钻井液现场配制时，首先要进行相关数据的计算工作。按照钻井工程钻井平台设备的实际情况以及工程实际参数，对需要配制的钻井液总量进行计算，钻井液总量不仅包括地面的循环量，也包括井下的容积量。如果需要的钻井液总量比地面钻井液循环池的容积要大，那么可以将钻井液分为两次或者多次来配制。先要利用所有泥浆池来配制开钻钻井液，然后下钻顶替，等到顶替完成之后，再继续配制钻井时需要的钻井液。

钻井液的配制程序主要为：一是先配制需要密度的钻井液材料，并确定加量顺序；二是在循环池里加入清水或者海水，并加入碱性处理剂进行溶解，在加重漏斗或者配浆漏斗中加入相应处理剂等，将其搅拌均匀，并要进行2～6小时的水化溶解；三是加入降滤失剂，并使其循环直至均匀，搅拌直至溶解；四是等到降滤失剂完全都溶解之后，再加入钠盐或钾盐，将其搅拌到完全溶解即可；五是加入低荧光白沥青和聚合醇等，然后进行搅拌，通过泥浆混合泵，使其循环至少两个小时以上效果较好；六是准备加重工作，在加重之前，要对钻井液的性能进行检测，并根据粘度对其进行适当的调整；七是将加重晶石或者其他加重材料循环均匀，配制好后再替入钻井液；八是在顶替井内泥浆时，最好使用清水或者稠浆来充当隔离液，以防对有机胺盐钻井液造成污染；九是顶替完成之后，继续配制钻进期间到位钻井液，循环均匀，准备钻进工作。

四、钻井液的维护处理

钻井液的维护处理工作主要包括以下内容：1.根据钻井速度与体系性能，按照原有配浆的比例来进行处理机的补充，如果在钻井过程中遇到了膏岩层，要加入适当的Na2CO3以及NaOH来降低钻井液中的钙含量；2.当补充处理剂使用胶液时，要按照配方量进行有机胺盐的补充，让体系性能能够稳定；3.在钻井过程中，要关注地质预测得信息，并结合实际地层钻井情况，对钻井液密度等进行合理调整；4.当钻井液粘度需要降低时，可以使用有机胺盐的稀胶液来保持钻井液的粘度；5.在钻井过程中，要结合实际情况，加入一些润滑剂，来减少摩擦阻力；6.可以适用振动筛布来加强固控设备的使用，严格控制钻井液中的固相含量；7.严格执行钻井工程中的工程措施、步骤、要求、规定等；8.在钻进至目标深度后，要充分使钻井液循环，并让井眼部位保持清洁；9.根据作业情况每2～4小时对钻井液全套的性能和水分析进行检验和化验。

4.1切实做好对返浆性能的测定

定时、定人对返浆性能进行认真的测定，使钻井液的性能保持在最佳值。掌握钻井液性能的细微变化对钻进工作的影响，并能及时地进行维护

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和处理。

4.2及时调整钻井液性能和新液的补充

发现钻井液或施工地层发生变化，应根据变化情况及时调整钻井液性能或配制新胶液替换或者补充，以满足钻进施工的需要。

4.3预防、解决地层特性对钻井液的侵害

预防、解决地层特性对钻井液的侵害，是钻井液维护的一个重要措施。对地层中的钙、镁、盐等对钻井液的侵害，采取相应的预防措施和解决方法。

4.4防止自然条件和人为因素对钻井液的损害

自然条件：如地表含泥沙水流、台风等。人为因素：如意外加入、无知加入。

4.5认真、及时对有害固相进行清除

认真、及时清除有害固相，是保障钻井液性能稳定的一个积极措施。使钻井液保持较低固相或设定密度，防止因固相偏高或偏低而造成各种施工困难和井下事故的发生。

结束语：

本文根据钻井液的要求，提出了在现场应用时钻井液的配制程序及维护处理方法等注意事项。根据所钻井位地层情况和井身结构，按照室内研究确定的钻井液体系配方，在室内进行针对性实验，确定现场具体钻井液配方和方案。

参考文献：

[1]徐同台.国内外钻井液技术新进展的展望2017

[2]张喜凤.适于塔里木油田克拉区块高密度钻井液的配制2016

[3]张喜凤.适于塔里木油田克拉区块高密度钻井液的配制2017

[4]董光明.钻井液配制技术及其应用2016

[5]郭守岳.浅谈钻井液现场配制和维护处理2016