摘要:在近些年,随着一些深井、超深井等特殊工艺技术的发展和进步,石油勘探技术也在不断的进步和发展。这就对钻井液的要求越来越高了,现在国际上对钻井液的要求是“安全、健康和高效”。然而,国内外在钻井液技术方面的发展有着明显的差距,这就需要我国更好的学习和借鉴国外相关的优秀技术水平,提高自己充实自己,以期更好的为国家石油工业做贡献。
关键词:钻井液;技术;发展趋势
一、钻井液技术概述
钻井液有钻井的血液和钻孔冲洗液之称,应用于钻探过程中对钻孔进行冲洗。对钻井液安装组成物质不同可以分为:清水、泥浆、乳状液、无粘土相冲洗液和压缩空气等几类。清水是最早开始用来清洗钻井的液体,它的优势十分明显:易获取、成本低、易处理,在水源丰富、岩层完整的地区使用率较高。另外一种被普遍使用的钻井液就是泥浆,因其自身的粘稠度,因此在松散和不稳定的岩区被使用的频率较高。经过调查显示,钻井液的使用之初十分广泛,一般是用来清洁井底,或者对钻头或钻柱进行保养和润滑、冷却,从而让这些部位使用期限更长。
二、钻井液技术的研究现状
随着对钻井液技术的广泛关注,许多专家和学者都对其进行了研究和分析,本章内容就对国内外的研究情况进行分析和总结,发现国内对技术研究以及管理上会存在的一些不足,知不足而求进步,更好的推动钻井液技术的进步和研究。
1、国外钻井液技术的研究现状
在国外在钻井液制作过程都有严格的制度要求和操作流程,泥浆工程师在操作过程中必须照章办事,不能胡乱操作,这样才能严格按照制作工艺进行。此外,国外更早经历了工业革命,也更早体会到了以破坏生态环境为代价的经济发展的恶果,因此,他们对环保、技术创新等方面的意识更加先进和强烈,对经济结构调整和产业升级的必要性认识更加清楚。因此,国外钻井液技术的研究创新性十足,研究出的钻井液更加先进。举例来讲,国外对适用深井、抗高温、耐盐侵蚀等方面的钻井液倾注了很多的精力,这一研究已经初见成果,并且初步实践效果良好。另外,上文提到的环保问题,国外在对钻井液研发的过程中就已经十分关注了,从源头开始到技术和生产的每个步骤都要求采用环保的材料和生产工艺,并且对此制定了严格的制度和措施,必须强制遵守。
2、国内钻井液技术的研究现状
国内钻井技术,与国外钻井技术相比还存在很大差距。国内的规章制度及操作流程的制定很多情况下都会流于形式,泥浆工程师们并没有严格遵守,更多的是根据经验进行自主处理。此外,我国在对钻井液技术的创新上还停留在纸上谈兵的阶段,在意识倡导之初,但是认识不足,并没有付诸创新实践。通过调查显示,国内在钻井液技术创新方面的内容还是没有,更没有高端的技术。仅有的基础技术只能满足基础的需求,这点是我国钻井液技术方面面临的问题。另外,我国对环保事业的重视也仅是从近几年才开始,更多的是认识上的宣贯,并没有付诸实践。我国对钻井液技术的研究很多都缺乏实用性,并没有切实根据井下的环境进行对应性的设计和开发,生产出的产品都价值不高。
三、钻井液技术的相关工艺及材料研究
1、钻井液工艺技术
①固控设备。在钻井液工艺技术之中,影响关联性极大的是振动筛及固控系统配置的优化,旋流装置和现场作业专用系统的优化也较好地提高了钻屑的清除效率,提升了劣质固相的一次清除率,降低了成本;②井壁涂覆工艺。它是利用树脂的光固化反应原理,在井壁之中形成井筒衬,成为依附于井壁的“贴膜”,较好地起到稳定井壁、储层保护与堵漏的效果;③极端工艺。这是对于现场施工作业中的极端情况而形成的特殊作业工艺。如:超高压地层钻进中采用的超高密度钻井液;异常高温地层采用的超高层钻井液等。在上述钻井液工艺技术之中,都涉及井眼稳定的应力平衡问题,并主要采用提升钻井液的化学抑制能力、微裂缝封堵能力;增强滤液的黏度;调整合理的钻井液密度等方式,较好地保持井壁的稳定性。并且,在最新的研究之中,也在探索大地应力场与井壁的稳定性关系问题,注重设计大位移井井眼轨迹,并实现超深井安全钻进的探索。
2、钻井液材料
①抗伤害的化学助剂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这是针对钻井现场施工的难点,而开发的一种具有抗伤害能力的化学助剂,可以在各种不同的Cl-含量的环境之下应用,较好地调整钻井液的性能;②极端情况下的化学助剂。这是应用于极端情况下的钻井液材料,如:220℃之上的超高温地层中的化学助剂,就可以较好地提升钻井液的化学抑制能力,改善黏土颗粒的水化膜状态,使固相粒子达到均匀状态;③化学抑制剂。最为典型的是胺基聚醚类抑制剂,它相较于常规的化学抑制剂而言,具有更为有效的去水化能力,可以普及应用于易于破碎的页岩地层的钻进作业之中,极大地提升钻井液技术的化学抑制能力;④纳米技术。这种技术具有自我净化能力和自我修复能力,应用于钻井液技术领域之中,使钻井液技术衍生出一些新的功能,成为了一种“智能化”的工作流体,然而纳米技术在钻井液中的应用尚未完成成熟,还处于有限应用的阶段。
四、几种钻井液技术面临的问题与发展趋势
1、超高密度钻井液技术进展
超高密度钻井液是当今石油钻井行业的前沿技术之一,随着超高密度钻井液体系研究的不断深入,一些新的技术难点不断暴露,并且已经成为继续向特高密度钻井液体系突破的瓶颈。
(1)存在的问题。近几年来,随着高密度钻井液技术的不断发展进步,钻井液的流动性问题日益凸显。一般来讲,在科学合理的操作、维护条件下,钻井液的流动性能够得到一定的保证,然而这种状态极易受到外界各种因素的干扰,如各种污染物质的侵袭、助剂的配制不合理、维护工作的误差等,进而导致其流动性变差、稳定性下降。
(2)发展趋势。在国外,高密度钻井液技术的发展及应用都趋于成熟,正朝着应用于异常高温、高压底层环境的方向发展。与之相比,该技术在国内的发展水平相对落后。目前,我国研究、发展的方向主要是水基鉆井液,在油基钻井液、合成基钻井液等方面的研究力度不够,这是我国高密度钻井液技术在未来几年的发展方向。目前,我国水基钻井液技术的发展已接近国际一流水平,其在未来的发展精力可主要集中于滤失量控制与钻井液流变性之间的矛盾解决上。通过优化、完善水基钻井液技术,实现该技术抗污染、抗高温能力的有效提高。
2、环保型钻井液技术
随着世界石油工业的迅速发展,钻井技术对钻井液提出了更高、更新的要求,特别是在钻井液技术发展受到环保政策及法律、法规限制的情况下,研究满足钻井工程技术和环境保护需要的新型钻井液体系更显得非常必要。为了满足环境保护的需要,同时又不失去钻井液所必需的性能,国内外钻井工作者均在竞相研究开发新的环保型钻井液体系。
(1)存在的问题。用天然物质改性得到的新型环保的钻井液处理剂,相继在油田现场试验应用,取得了很大的经济、技术和环境综合效益。但现有的环保型钻井液处理剂和钻井液体系还较普遍地存在以下问题:成本较高、性能还比较单一、应用结果不够理想;很多的新型环保型处理剂合成工艺复杂,还只停留在室内试验和现场试用阶段,还没有在现场大量应用;一些环保型处理剂生物降解性和性能稳定性的矛盾问题没有完全解决好;缺乏更好的适宜处理剂生产的新型原料,难以从根本上弥补传统产品的缺陷。
(2)发展趋势。钻井液的抑制性能、抗温和抗污染性能是制约环保钻井液开发运用的主要因素,是环保处理剂和体系研究攻关的重点。因此在今后的环保钻井液技术研究中,应该重视以下发展趋势和研究重点。1)近年来发展起来的低毒性油基钻井液和新型合成基钻井液在使用过程中,也出现了与环保相冲突的种种问题。因此,环保钻井液的研究应建立在天然高分子材料改性、完善各种环保处理剂自身性能的基础上。在环保处理剂的开发中应重视对天然农副产品加工后的副产物的开发利用。2)环保钻井液中无机盐的使用应与周围环境的矿化度及盐类一致,选择有利于环境安全无毒的无机盐类,并研究它们对环保钻井液整体性能改善的技术和方法。环保钻井液应以低盐度为原则。3)生物降解性能好的无毒纯天然的油膜形成剂能提高环保钻井液的抗温性能和抑制性能。
结束语
虽然,我国的钻井液技术还有很大差距,但是这也证明了我们有很大的进步空间,我们应该对时代需求和应用需求有清醒的认识,努力创新,重视环保,不断推动钻井液技术的进步,为石油业的发展做出贡献。
参考文献
[1]王启文.高密度钻井液技术的现状与发展趋势[J].中国新技术新产品,2014(01):74.
[2]孙金声,张希文.钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势[J].钻井液与完井液,2011(06):67-76+96.
[3]王中华.国内外超高温高密度钻井液技术现状与发展趋势[J].石油钻探技术,2011(02):1-7.
论文作者:王刚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第27期
论文发表时间:2018/10/17
标签:钻井液论文; 技术论文; 井壁论文; 发展趋势论文; 性能论文; 能力论文; 的是论文; 《基层建设》2018年第27期论文;