油基鉆井液相關問題研究

田永崗

（新疆貝肯能源工程股份有限公司，新疆 克拉瑪依 834009）

一、油基鉆井液懸浮和乳液穩定性問題

油基鉆井液加重材料的沉降性問題比較突出，嚴重影響了鉆井液的懸浮穩定性能。經研究油包水鉆井液的水相組成，以及加重劑的油潤濕性成為影響懸浮穩定性的重要因素。如將磨碎的重晶石添加到白油中，可提高其抗沉降和油濕性能。重晶石進行處理后可形成黏性低、高密度、低固相的鉆井液。事實證明，油基鉆井液在高溫的條件下粘度性能會有所降低，因此采用一定的措施，提高鉆井液高溫條件下的穩定性能，具有重要的現實意義。研制出具有較強抗溫性能的潤濕劑、提切劑以及高溫增黏劑，能夠明顯的改善鉆井液的穩定性。

為了充分發揮鉆井液的最佳潛能，應首先保證其具備良好的穩定性，而判斷鉆井液穩定的優劣的重要指標為破乳電壓。穩定性強弱數據，通常在低溫條件下，測量處理過的鉆井液獲得。顯然它不能客觀的反映出鉆井液處在高溫狀態下的穩定性。針對這種方法存在的缺陷，可使用SW-I高溫高壓電穩定儀測量其處在高溫條件下的破乳電壓。從鉆井液的組成角度分析，高溫穩定性和表面活性劑性能，對乳液穩定起著決定性作用，因此為了提高鉆井液的穩定性，不能忽略對表面活性劑性能方面的研究。

二、油基鉆井液封堵問題

油基鉆井液盡管抑制性能較為顯著，但是如果油進入到破碎性地層中，仍會給其穩定性造成一定的影響。因此實際生產時應認真對待油基鉆井液封堵問題。研究證明，如在鉆井液中添加一些粘彈性材料、變形材料、纖維材料等，能夠改善鉆井液的封堵性能，進而提高井壁穩定性，保證鉆井施工的順利進行。例如，我國南海油田開發時曾遇到微裂縫以及硬脆、水敏性泥頁巖層理發育的情況，如處理不慎鉆井非常容易坍塌，增加鉆井作業難度。針對這一情況，對硬脆、水敏性泥頁巖層理進行綜合的分析，配合使用多粒徑封堵材料，結果使鉆井液在井壁周圍形成一層“隔離膜”，提高了泥餅封堵地層性能。同時綜合分析配伍試驗，終于研究出了封堵性能顯著的油基鉆井液體系，有效解決了油田開采井壁易垮塌的問題。

三、油基鉆井液溫度敏感性問題

油基鉆井液在低溫條件下粘度較高，例如，當溫度低于40℃時，鉆井液的粘度升高已非常明顯，尤其密度較高的鉆井液從井底上升到地面上時粘度上升更大。往往給鉆井作業帶來不利影響，因此采取有效措施降低鉆井液低溫狀態下的粘度至關重要。例如，國內某油田開采時曾利用密度為2.1g/cm3的油基鉆井液施工時，就遇到了這一問題，影響鉆井的正常進行。針對鉆井液粘度受溫度影響這一顯著問題，專家們進行潛心研究提出了流變性預測模型，為分析鉆井液低溫粘度問題提供技術支撐。

四、鉆井液或鉆屑污染問題

采用油基鉆井液時由于鉆井液或鉆屑的產生，往往給環境造成一定的影響，因此，探索既經濟又切實可行的處理方法，進而研制出污染小的鉆井液體系，是減少污染的重要途徑。

實際施工時，如果鉆屑中含有的鉆井液量比較大，則處理難度就越大。因此為了避免這種現象的出現，通常添加適量的CSS到鉆井液中，能夠降低鉆屑中的鉆井液。另外，向鉆井液添加適量具有油溶性聚合物表面活性劑，便可得到特殊的油基鉆井液體系，經試驗該液體體系在減少鉆屑污染上有較大改觀，但是要想進一步提升其性能，還需要進行深入研究。

為了解決油基鉆井液引發的安全問題，采用無毒、低毒的鉆井液體系是可行的思路，這一結論在我國南海油氣田開采中得到了驗證。結果顯示，采用毒性較低的油基鉆井液不但具有較好的潤滑性能，而且井眼穩定。

另外，植物油不但毒性低，而且具有較高的燃點，同時還能循環利用，因此可以考慮使用植物油基鉆井液，以達到降低環境污染的目的。例如，棕櫚油基鉆井液具有無毒、生物降解率高（在厭氧條件下，巖屑與鉆井液的生物降解率能達到80%）等優點，因此可在實際施工中加以運用。同時還可以考慮使用具有逆轉特性的油基鉆井液，一方面它具備一般鉆井液的特性，另一方面，當鉆井施工結束后能夠轉變為水包油乳化鉆井液，使巖石表面重新回到水濕狀態，防止油相滲透率下降，進而能夠起到保護儲層的作用。如在海上鉆井可根據實際情況，對鉆屑處理適當簡化，以此降低處理費用開支。

五、低剪切速率流變控制問題

鉆井作業時，低剪切速率流變控制應重點做好以下兩方面內容：其一，溫度較低時，低剪切速率下粘度不宜太高；其二，溫度較高時，低剪切速率下應有粘度，以此保證其攜砂能力不受影響。

對油包水鉆井液進行研究，結果表明當處在低剪切速率條件下，會形成具有高彈性的一種類似固體的結構，而彈性受溫度影響較大，如果溫度升高則其彈性性能和結構強度會減弱。同時剪切力也會對其性能造成影響，能夠使鉆井液由固態轉變成液態。剪切過后的鉆井液靜止一段時間后恢復原來的結構狀態。這一現象不利于實際的生產。因此，需要建立一定溫度范圍內的油基鉆井液流變特征模型，并以此為基礎不斷優化施工方法，進而提高鉆井液在低溫、低剪切速率下的流變特性。

另外，為了實現凈化井眼的目的，應保證鉆井液在低剪切速率下具有較強的攜砂能力。為了解決這一問題可采用毒性較低的油基鉆井液，其除了具有較強的抗污染和抗溫性能外，還能保證其在低剪切速率條件下的粘度符合施工要求，尤其比較適合應用在大位移井的施工中。例如，針對江西某大位移井鉆井施工時就利用低毒的Versaclean油基鉆井液體系，結果憑借該鉆井液體系的優良性能順利的完成了鉆井任務。

結語

事實證明，油基鉆井液具有強抑制性和高潤滑性，且相同條件下較小的當量循環密度（ECD），較小的壓力激動，不但能夠提高鉆井效率，而且還能夠很好的保護儲層。為此，我國應不斷總結經驗，積極學習西方先進技術，為加快我國油基鉆井液體系的發展奠定堅實的基礎。

[1]王中華.國內外鉆井液技術進展及對鉆井液的有關認識[J].中外能源，2011（01）.

[2]王中華.高性能鉆井液處理劑設計思路[J].中外能源，2013（01）.