鉆井液技術發展趨勢淺析

摘 要：作為石油工程當中非常關鍵的一門配套技術，鉆井液技術現在發展的越來越快。現目前鉆井液技術開始逐漸的結合計算機技術以及包括納米技術在內的相關技術，在這個過程當中，有一些新的變化開始在鉆井液技術當中出現，對整體平衡性的強調在現場作業中變得越來越重要。本文針對鉆井液技術的發展趨勢進行了分析和探討，希望能夠對相關人士具備一定的參考價值。

關鍵詞：石油工程；鉆井液技術；發展趨勢；

中圖分類號：S731.8 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-07-00-01

鉆井工程的技術需求對鉆井液技術的發展具有直接的推動作用。隨著石油需求量在全世界范圍內的不斷加大，鉆井液工藝和材料也在不斷的創新。然而由于受到理論以及技術層面的限制，在其發展的過程中往往會出現一定的障礙。要想有效的推動鉆井液技術的不斷發展，就必須要對其發展趨勢有所了解，正式基于這一目的，筆者對鉆井液技術的發展趨勢進行了分析和探討。

一、鉆井液體系的發展趨勢

（一）鉀基聚合物體系的應用：為了使高價金屬離子的化學抑制功能能夠得到充分的發揮，于是經常將石灰以及KCI等加入到鉆井液當中，從而能夠對Ca2+穩定礦物晶格的能力加以有效的利用，在其他國家往往稱這種方法為鉀鈣基聚合物體系。

在2000年前后，我國開始在工程現場對高鈣鹽體系進行應用，這種體系的一個優勢就是具有較大的穩定性，同時其能夠使Ca2+促進體系化學抑制能力的效率得到有效的發揮，從而使化學防塌能力在鉀鈣基鉆井液體系中得到極大的提升，因此通常將其看做是在防塌技術方面鉆井液取得的一個極大的進步[1]。

（二）正電鉆井液體系的應用：正電鉆井液在2000年前后開始在正式試用于現場的作業當中，作為一種完全陽離子化的體系，正電鉆井液的標志是大于零的ξ電位，由于需要對正、負兩種電荷的中和效率的考慮，其應該保證不小于20mV正電鉆井液的ξ電位，只有這樣才能夠保證負電性物質的消耗能夠得到足夠多的正電荷的有效補充，在滿足這項條件的情況下，其才能夠在現場試用。通過對其應用情況的分析，我們可以發現，正電體系作為一種陽離子體系，具有較高的陽離子化程度，而且其一般具有不超過 -20mV的ξ電位。

（三）KCl —聚胺強抑制體系的應用：作為一種強抑制劑，KCl —聚胺強抑制體系抑制劑以聚季胺為主，立足于其分析類型來看，其屬于陽離子鉆井液的范疇。因為KCl —聚胺強抑制體系抑制劑具有非常強的抑制能力，同時還不會有油基鉆井液造成的對環境的不利影響產生，所以其有十分快速的研究與現場應用，在2007年先后我國開始對其進行項目研究，并且很快的開始規模化的推廣和應用。通過分析其現場應用的情況，我們可以發現在與無機鹽進行配伍的時候，KCl —聚胺強抑制劑能夠產生非常強的協同配伍效應[2]。

二、鉆井液工藝技術與材料方面的研究發展情況

（一）極端工藝技術的應用：因為極端化情況很容易在鉆井液施工現場出現，因此推動了相應的特殊作業技術的不斷發展。比如超高密度鉆井液在鉆進超高壓地層時的充分應用，超高溫鉆井液技術在異常高溫地區的應用等。立足于工業應用的角度而言，這一類的技術往往具有較大的局限性，首先，只有較少的地區才能夠使這種極端技術的要求得到滿足，這樣就使其應用的范圍受到了極大的限制。其次，高性能材料在這些極端技術指標的嚴格要求下往往具有較長的開發周期以及較高的開發難度，因此該技術仍然處于不斷的開發與研究當中[3]。

（二）固控設備的發展：固控設備的進步對鉆井液工藝產生了比較顯著的影響，隨著固控設備的進步，不僅固控系統配置方案得到了極大的優化，同時振動篩篩分能力也得到了非常大的提升。除此之外，隨著不斷改進的離心機以及旋流裝置技術，離心機配置也實現了非常迅速的普及。通過這些技術的不斷改進，出現了十分明顯的效果。首先鉆屑清除效率提高的十分明顯，大大減少了井下情況在井眼清潔中的復雜性；其次由于振動篩篩分能力的極大提升，開始迅速的普及了細篩布的使用，從而促進劣質固相的一次清除效率的有效提升，并且實現了維護成本的降低。

在配備組合方面，振動篩下游固控裝置也變得比較簡單，通常情況下，先進的固控系統能夠在一體化裝置中全面納入振動篩部分，采用這種方式能夠使所有的固控裝置的協同效能充分的發揮出來，最終實現細微粒子清除效率的不斷提升。

（三）化學抑制劑的開發：研發以及使用胺基聚醚類抑制劑在化學抑制劑當中具有代表性，相對于常規的化學抑制劑而言，聚胺類抑制劑在去水化能力方面顯得更強，所以在針對易破碎頁巖地層作業的工程當中應用的十分廣泛。未來隨著相關技術研究的不斷發展，在防膨去水化能力方面，化學抑制劑必然會具有更為廣闊的發展前景。

（四）在鉆井液技術領域納米技術的開發與研制：在鉆井液技術領域納米技術的開發與研制應該具備以下幾個方面的內容：①以作業的具體地層作為根據將所需的功能自動的衍生出來；②具備一定程度的自我修復能力；③具備一定程度的自我凈化能力；④可以通過對電腦輔助功能的借助，從而能夠保證鉆井液日常管理的程序化的實現。作為“智能化”的工作流體，納米鉆井液目前在鉆井工程中上沒有得到完全的應用，這是由于其還沒有將“納米體系”的技術基礎構建好，然而其卻具備較為廣闊的發展前景[4]。

三、結語

通過對鉆井液技術的發展趨勢進行分析和探討，我們認為必須要將鉆井液技術的發展突破點找到，只有這樣，才能夠推動鉆井液技術的不斷發展和完善。現在諸如油基鉆井液等一些鉆井液技術由于具有穩定的效果以及十分方便的操作，因此在石油工程當中應用的十分廣泛，不過從目前的實際研發情況來看，聚合物及其衍生體系可能會具備較好的發展前景。

參考文獻：

[1]龐長英，張社民，王春合.大位移井巖屑流量測量與分析[J].錄井技術，2012，11（3）：33-41

[2]張民立，田增艷，劉梅全，等.大位移井鉆井液體系的研發與現場應用[J].石油科技論壇，2011，30（4）：9-13

[3]孫金聲，張希文.鉆井液技術的現狀、挑戰、需求與發展趨勢[J].鉆井液與完井液，2011，28（6）：67-75

[4]劉梅全，楊慶理，鄭毅.傾力打造鉆井液技術服務利器確保鉆井施工安全快速高效[J].石油科技論壇，2012，31（3）：6-9