超深井鉆井液污染情況分析與對策

鄭文武 曾虹鋼

摘 要：本文研究的是超深井井液的污染情況的分析以及對策，在本文研究的過程中，我們發現對井液的污染情況會出現由于不同原因出現的污染問題，本文就是根據這些問題出現的原因提出基本的解決方法，希望在鉆井業中能夠提供幫助。

關鍵詞：深井、井液污染、技術現狀、問題分析

中圖分類號：TE254 文獻標識碼：A

一、深井鉆井技術完善的現狀

世界的第一個深井就是美國在一八三八年鉆出來的，第一口深井井深為4573m，第一口超深井以及特深井都是由美國鉆成的，時間間隔大約為10年之久。美國的深井鉆井以及超深井鉆井技術都很強，其鉆井速度快、成本少、發生的井下事故少、效益高。其成本平均比世界其他的地方的成本低出百分之四十到百分之五十之間。

二十世紀九十年代到現在，我國的各個石油公司、科學研究單位針對川東地區以及塔里木盆地的深井油氣進行了全面的勘測以及復雜的超深井鉆井技術的研究問題的攻克，到現在為止，我國鉆成的深井達到大約兩千多個，其中也有超過7000m的超深井，例如一九七八年鉆成的7175m深的關基井、一九七九年鉆成的7002m深的固2井、二零零三年鉆成的7220m深跌的中4井，二零零五年進行鉆井工作的深8000m的塔深1井。

當前來講，我國的油氣開發的范圍更加廣泛，油氣的發展方向就向著由淺層發展到深層，由普通的簡單的發展到地形復雜，根據現在自然界油氣的含量更加少的現象，深井將會變成以后的油氣開發的重點。在深層的勘探過程中，由于地層的壓力變得大、儲藏的位置較低、巖性復雜多變以及探井的過程中的成本高、效果低。

在這些年間，我國的深井鉆井液技術方面的研究有很大的發展，深井鉆井技術也變得越來越成熟，對于現在的深井挖掘能夠提供技術要求。但是，我們也很清楚，超深井鉆井液工作就目前來講還是有很多的問題。

二、污染情況分析

2.1 HCO3-離子和CO3-的污染問題

在許多的深井中，會存有CO2，CO2進入到鉆井液中，會產生HCO3-以及CO3-。被HCO3--以及CO3-污染的鉆井會造成鉆井液變成棕灰色以及暗灰色，到特別嚴重的時候會變成淡黑色的膠裝的物體，并且在之間還有大量的泡沫產生。在HCO3-多的時候就會造成鉆井液的流動性差，并且會有嚴重的起皮的現象。鉆井液的的濾失量不容易去控制，濾失量的波動很大，一些降濾失的液劑可以將鉆井液的濾失量降為5ml之中，但是會產生泥餅，泥餅又厚又虛，也不利于鉆井井業工作的進行。

2.2泥漿性能的問題

泥漿的性能分為以下的幾種，泥漿的流變特性、泥漿的濾失性能、泥漿的比重和固相含量、潤滑性、以及泥漿 的含砂量、膠體率和pH 值等等。在超深井鉆井過程中，泥漿的性能正常之后，還有性能不穩定以及維持時間短的現象，因為井下的離子很多，會發生化學變化，造成性能不穩定現象。

目前國外的泥漿加固劑已經有14大類數百種產品，這些新興的聚合外加劑在加固泥漿的過程中起到了重要的作用，國內的泥漿加固劑也有10大類，但是抗高溫能力較差，穩定性以及抗鹽性能也較差。

2.3鉆井液技術

在二十世紀六十年代，可以研發出許多種抵抗高溫的處理劑，二十世紀八十年代左右，研發出了多鐘的抵抗200℃高溫的處理液，例如解絮凝劑CPD可以抗鹽、抗260℃的高溫以及抵抗鈣。

近幾年間，國內外關于深井處理液的研究一直在持續的進行中，研制出了許多，例如多元醇、甲酸鹽、合成基、聚合醇等多種放塌的鉆井劑。我國在深井超高溫的研究中，與國外還是存在著較大的差距，許多處理液的功效不如國外的處理劑，所以在我國的深井鉆井過程中，還是要依靠國外研制成功的處理劑。

三、提出問題的對策

3.1 HCO3-離子的污染問題對策

一般情況上來講，深井鉆井中的HCO3-污染的處理方法就是用一定的Ca2+，我們都知道CaO、CaCl2等處理劑都可以提供Ca2+離子，其中CaCl2對HCO3-污染鉆井液的影響更加的大，所以可以使用石灰來除掉濾液中的污染物。但是由于鈣離子加入到污染物一定程度后，并沒有辦法繼續加入，加入到一定的程度上面，鈣離子對污染物的處理效果就變低，所以要根據科學的數據進行分析。

3.2泥漿性能不穩定問題對策

泥漿的性能會由于化學反應以及濕度溫度的影響發生微小的變化，在設計鉆井工作之前，要做好全面的準備，對當地的溫度濕度等客觀的因素進行測量，基本解決掉泥漿性能不穩定的現象。分析鉆井液對水泥固化時間的影響，以及在深井中使用的其他的處理劑對水泥漿的影響，我們提出將深井中經常使用的聚磺以及鉀聚磺這兩種中高溫鉆井液體系與深井常用的高溫水泥漿體系進行體系間混合流體相容性試驗的方法，以此篩選出來合適的可以促進泥漿固化的處理劑。建議各個地區根據自己的自身條件，土地質量來進行對處理劑的選擇工作。

3.3向集成化、智能化、信息化方向轉變

深井鉆井工作是在環境條件復雜的深井中開展的，我們應該在開發更加先進的工具方面努力，開發出更具有深鉆性能的鉆探工具，更加具有自動化，更加符合HSE要求的實地探測工具、井下工具，將這些井下使用的工具向集成化、智能化、信息化發展。

結語

在今后的較長一段時間里，我國的南方海相地區、西部地區的深井勘探開發會進一步的加強，復雜地質條件下深井超深井的鉆井技術仍然是我國世紀實施油氣資源戰略提高勘探開發效益的重要技術支持手段。深井鉆井技術研究與應用的重點問題在于對核心技術的研發與配套的研發以及對基礎理論研究的高度重視加強人才培養重視人機結合充分利用現代信息技術和我國深井鉆井專家知識經驗建立深井鉆井的科學化評價體系以及決策體系加快深井鉆井技術管理的科學化進程。

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