無固相鉆井液的研究及其應用

田永崗 田小花

（新疆貝肯能源工程股份有限公司，新疆 克拉瑪依 834009）

優質的鉆井液不但能夠適應多種復雜地形的油田勘探、開發工作，而且還能對油氣層起到良好的保護作用。因此，研究出質優價廉的鉆井液對提高我國油田開采水平具有重要意義。

一、測試無固相鉆井液常溫常壓性能

通過對比不同配方制備而成的無固相鉆井液性能，進而選擇各項性能比較優越的配方，為制備無固相鉆井液體系提供重要的參考。

1 無固相鉆井液配方介紹

制備無固相鉆井液配方依次標為1#～9#，其中各配方所用的SP-8質量分數均為0.5%，1#～3#所用的SMP-Ⅱ質量分數為2%，4#～7號質量分數為1.5%，8#、9#所用質量分數為1%。1#～3#中未添加AMPS/AM/DMC，4#～7#添加質量分數為0.5%，8#為1%，9#為1.5%。1#配方中CAX的質量分數為2.5%，2#～4#質量分數為2%，5#～7#中CAX的質量分數為1.5%，8#～9#均為1%。不同配方中PAC-HV質量分數分別為2%、1.5%、1.5%、1%、1%、0.8%、0.8%、0.5%、0.5%。1#、2#PAC-LV質量分數均為1%，3#～5#質量分數均為0.5%，其余配方中含量為0。1#、2#的SPNH質量分數為2%，3#～4#的質量分數為1.5%，5#～9#質量分數均為1%。1#、2#的HPAN的質量分數為1.5%，3#～5#中HPAN的質量分數為1%，其余配方中的含量為0.5%。所有配方中JM401的質量分數均為0.6%。

1 測試操作

首先，將無固相鉆井液按照不同的比例配置多個組分，使用五軸高速攪拌器攪拌30min后，靜置一段時間；其次，使用泥漿失水量測定儀和六速旋轉粘度計分別測量濾失量和粘度；

2 性能評定

鉆井液粘度和濾失量是評判鉆井液性能優劣的重要指標，其中鉆井作業中鉆井液濾失有瞬時濾失、動濾失和靜濾失之分。本文對比不同配方制備的無固相鉆井液的粘度和濾失量進行對比，以評判不同鉆井液性能的優劣。

經測定無固相鉆井液在常溫下的各性能指標如表1所示：

由表中數據可知依照1#～6#配方制備而成的鉆井液具有較大粘度，而7#～9#配方制備而成的鉆井液粘度稍低。綜合來看不管是鉆井液的性能還是處理劑的用量，7#～9#配方優勢較為明顯，應用價值更高。因此如對高溫高壓狀態下的鉆井液性能進行測試，只需測試由7#～9#配方制備而成的無固相鉆井液即可。

二、測試無固相鉆井液高溫高壓性能

1 測試操作

首先，將7#～9#配方制備而成的鉆井液配置成比例不同的組分，靜置30min后注入便攜式滾子加熱爐中；設置100℃加熱溫度，維持16h的熱滾狀態后，使用泥漿失水量測定儀和六速旋轉粘度計分別測量濾失量和粘度。

2 性能評定

在100℃高壓狀態下無固相鉆井液性能指標如表2。

由表2中數據可知7#～9#三種配方制備而成的鉆井液，其耐溫性能、濾失性以及增粘性均能滿足要求，但是考慮到的實際的應用以及處理劑的用量，可知9#配方制備而成的鉆井液性能較好，因此可在實際鉆井作業中應用該種無固相鉆井液。

三、無固相鉆井液的應用

鉆井液在油氣鉆井作業中應用主要體現在以下幾個方面：首先，用于懸浮和攜帶巖屑。鉆井時一方面需要保證井眼清潔，另一方面應注意避免鉆屑沉積導致卡鉆現象的發生。使用無固相鉆井液就能借助循環作用帶出巖屑，保證鉆井作業快速、順利的開展；其次，用于平衡地層壓力與穩定井壁。油氣鉆井作業中保持井壁穩定，才能保證鉆井作業的安全進行。鉆井作業中使用鉆井液便能在井壁上形成一層濾餅，進而起到穩定井壁的作用。同時鉆井液還能很好的平衡地層壓力，避免發生井塌和井噴事故；再次，用于潤滑和冷卻鉆具。鉆井時鉆頭和巖屑不停的摩擦會產生很多熱量，如不及時將熱量散發出去會影響鉆井液性能，進而影響整個鉆井作業的順利進行。因此鉆井作業時使用鉆井液能通過循環將熱量散發出去，達到冷卻鉆具、鉆頭的作用，而且鉆井液還能起到潤滑鉆頭的作用；最后，用于傳遞水動力。鉆井液從鉆頭噴出時速度比較大，能給井底造成較大沖擊。在沖擊力作用下井下巖屑很容易破碎，鉆井速度會因此得到較大提升。

[1]孫浩洋. 無固相鉆井液的研究與應用[D].山東師范大學,2013.

[2]趙前. 無固相鉆井液在水平井中的應用研究[J]. 現代商貿工業,2011,02:272-273.