环保钻井液发展现状及展望

环保钻井液发展现状及展望

罗挺

中海油田服务股份有限公司湛江分公司广东湛江524057

摘要：随着我国经济实力的不断增强，在国际上有着举足轻重的地位与作用。面对供不应求的石油需求以及自然生态环境遭到破坏，对当前石油勘探开发技术提出更严格要求。也对钻井液的使用提出了挑战，尤其是钻井液的环保问题。在科学技术与社会高速发展的时代背景下，我国在钻井工程石油钻井液技术方面尤为突出，因为环保石油钻井液技术可以降低生产成本，提高经济效益，基于此，文章从多个角度与层面就环保钻井液技术的发展现状进行深入分析。

关键词：环保；钻井液；技术；发展现状；趋势

引言

近年来，随着油田勘探开发力度不断加大，钻井数量、难度不断增大，对具有特殊功能钻井液的需求越来越多。这使得钻井废弃物的总量日益增加且成分越来越复杂，若仍采用以往简单固化、填埋等方式进行处理，易对作业区周边环境产生不可逆的损害。胜利油田为东部老油田的典型代表，主要油气区块分布广泛，辖区内水系发达，且存在湿地、自然保护区，生态环境脆弱，遭受钻井液污染后很难恢复。水基钻井液环境污染现状调查结果表明，单井废弃钻井液产生量大，废弃钻井液在钻井液池中放置多年不干涸，不能覆土还田，不仅形成长期占地的局面，还存在一定的污染隐患。此外，更为严重的是，在部分油田井场周边发现土壤中重金属含量偏高。而目前常用的环保处理措施，已不能很好地满足相关法规的要求。井环保技术的发展方向。

1环保钻井液技术概述

随着我国经济的快速发展，对原油的使用率也逐渐增大，原油一般属于不可再生能源，所以对原油的使用要注意节能减排，提高原油的使用效率。环保钻井液技术主要是由钻井施工过程中所采用的环保钻井液，环保钻井业施工中存在很多钻井液类型，其施工过程也比较复杂。现阶段，我国对油田开采出来的原油含水率是比较高的，在对原油脱水的过程中对原油的耗损非常严重，我国环保钻井液技术还没有得到突出发展，测调工艺水平还没有得到提高，限流完井技术受到限制，无法注水、效率低等原因，正是这些问题的存在，使得、抽油机节能技术在控水与挖潜方面受到阻碍，最终严重影响着工程本身效率与质量。环保钻井液技术的应用必须对水量的动态变化程度进行科学探究。环保钻井液管理工作是项系统又复杂的工作，需要综合分析各类因素，任何一个环节出现问题都直接影响着整个工程的施工安全与施工质量。通过得到的数据进行合理分析，经过方案对比和分析，设计环保钻井液动态管理的最佳方案，以此推测出采油地开采之后的油的流速和油体质量。最后，我们对钻井地的油层压力进行测量，依照不同的工作任务分层次组织部署工作安排，严格遵循相关制度要求与勘查原则，点面结合，统筹兼顾。可以说石油资源是当地经济的重要支柱，对于钻井地质动态管理工作来说，岩土的水里性质直接影响着石油的强度、液化能力以及抗变性能等，而地质勘察是保证石油工程质量的基础与前提。我们需要对钻井地的石油压力进行测量，将得到的数据结果进行归纳和总结，然后根据所得出的结论以及分析做出相应的判断。

2糖基钻井液体系

2.1烷基糖苷钻井液

（1）甲基糖苷钻井液1997年以来，国内相关研究及应用发现，甲基糖苷钻井液具有良好的抑制、润滑、环保及储层保护性能[9]，当钻井液中甲基糖苷含量接近40%时，可显著降低钻井液水活度，形成理想半透膜，阻止钻井液滤液侵入地层导致的泥页岩水化膨胀，有效维持井眼稳定。1999年甲基糖苷钻井液在国内新疆沙113井首次现场应用[10]，应用情况表明，该体系通过成膜护壁作用表现出优良的抑制防塌效果，井径规则、电测取心一次成功。平均机械钻速为9.41m/h，比邻井提高47.8%。2011年甲基糖苷钻井液在中原油田卫383-FP1井[11]等非常规水平井上成功应用。为了控制成本，钻井液中甲基糖苷的加量加量仅为15%，对泥页岩地层的井壁失稳问题不能很好的解决，但润滑性能优良，适于钻探致密砂岩地层。综上所述，甲基糖苷钻井液现场试验效果良好，但也普遍存在着加量大、成本高、抑制及抗温性能有待提高等问题，限制了其进一步推广应用。今后应在甲基糖苷产品本身的分子结构优化上开展研究，合成出高性能的甲基糖苷衍生物，并形成以其为主剂的钻井液体系。（2）阳离子烷基糖苷钻井液司西强等[12-16]针对烷基糖苷钻井液在现场应用中出现的问题，首次将阳离子烷基糖苷（CAPG）引入钻井液，研发得到CAPG钻井液，其配方组成为：6%CAPG+0.6%降滤失剂LV-CMC+0.6%流型调节剂XC+0.4%增黏剂HV-CMC+3%封堵剂WLP+0.4%NaOH+0.2%Na2CO3+24%NaCl+0.4%抗氧化剂NaHSO3。钻井液性能如下：抗温达160℃；岩屑一次回收率和相对回收率均接近100%；相对抑制率大于91%；极压润滑系数0.097；滤液表面张力19.52mN/m；中压滤失量4.0mL；抗盐达饱和，抗CaCl2达5%，抗膨润土10%，抗钻屑10%，抗水侵20%，抗原油10%；岩心的动静态渗透率恢复值均大于92%。CAPG钻井液的各方面性能均优于烷基糖苷钻井液，在陕北、中原、内蒙等地区现场应用80余口井，为现场井壁失稳、托压卡钻等井下复杂情况提供了较好的解决措施，应用前景广阔。

2.2聚糖钻井液

淀粉钻井液是一种具有膨胀性流体特征的聚糖钻井液体系[20]。主要有以下性能特点：①淀粉在高速搅拌时会形成网架结构，导致钻井液黏度随动切力的增大而升高，静置时又恢复原状；②淀粉分子上的羟基与黏土表面的氢氧根离子可以形成氢键而互相吸附，保持黏土稳定的分散状态，发挥出较好的降滤失作用；③淀粉分子可胶结岩石颗粒，同时在井壁表面形成一层薄而坚韧的吸附膜，阻碍水分子进入地层内部，起到较好的护壁防塌作用；④淀粉具有优异的抗盐性，可作为饱和盐水钻井液中的降滤失剂。

3环保钻井液技术的发展趋势分析

现阶段，环保钻井液技术为油田事业带来了巨大的经济效益，在一项调查中发现，油田自动化生产运营体系形成了多项复杂由繁琐的交叉系统，这就对环保钻井液技术的发展提出了全新的要求。随着科学技术的进步，钻井液技术的程序化控制更强，利用计算机根据井下实际情况开展智能化控制钻井运行状况，通过油田自动化生产信息数据科学手段来实现快速地访问信息，并且丰富自动化数据信息，还可以借助可视化技术或者多媒体手段等为油田生产提供优质的用户，也就是说抽油机节能开展转向自动化与智能化发展，最大限度地实现节约电能。此外，在推广新的环保钻井液技术和处理剂方面，通过统一数据平台的控制，形成全面的数据库，然后借助互联网发布出去，减少工作人员的工作量，综合评价环境保护性与井壁稳定性，以此确定新型环保钻井液技术和处理剂的应用效果，实现油田站库实践管理的操作，提高生产与管理的效率。

结语

综上所述，我国环保钻井液技术正处于飞速发展阶段，在油田生产中取得了相当大的效益，但是环保钻井液技术在应用中还存在一定问题，还需要对环保钻井液技术未来发展趋势进行进一步的探究，实现高效节能目标。

参考文献：

[1]王中华．钻井液及处理剂新论[M]．北京：中国石化出版社，2017：77-81．

[2]王洪宝，王庆，孟红霞，等．聚合醇钻井液在水平井钻井中的应用[J]．油田化学，2003，20（3）：200-201．