石油鉆井施工中泥漿配置水質問題及處理措施

孫峰

【摘 要】泥漿是石油鉆井過程中，孔內使用的循環沖洗介質。泥漿是鉆井的血液，又稱鉆孔沖洗液。鉆井液按組成成分可分為清水、泥漿、無粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等。清水是使用最早的鉆井液，無需處理，使用方便。對于石油工程鉆井企業而言，應該選擇水質較好的泥漿配置用水，提升泥漿的性能，確保泥漿作用的充分發揮，推動鉆井施工的順利進行。

【關鍵詞】石油工程;鉆井施工;泥漿;水質;配置;影響

泥漿是鉆井過程中，孔內使用的循環沖洗介質。泥漿是鉆井的血液，又稱鉆孔沖洗液。泥漿按組成成分可分為清水、泥漿、無粘土相沖洗液、乳狀液、泡沫和壓縮空氣等。清水是使用最早的鉆井液，無需處理，使用方便，適用于完整巖層和水源充足。在油氣生產中，存在著許多影響油田鉆井施工效率的因素，泥漿的水質就是其中之一。對于石油工程鉆井企業而言，應該選擇水質較好的泥漿配置用水，提升泥漿的性能，確保泥漿作用的充分發揮，推動地質鉆井施工的順利進行。

一、水基泥漿用水的基本要求

泥漿可分為水基泥漿、油基泥漿以及混合泥漿。水基泥漿是一種以水為分散介質，以粘土（膨潤土）、加重劑及各種化學處理劑為分散相的溶膠懸浮體混合體系。其主要組成是水、粘土、加重劑和各種化學處理劑等。水基泥漿基本經歷了五個階段，即：天然鉆井液;細分散鉆井液;粗分散鉆井液;不分散低固相鉆井液至今;無固相鉆井液至今;聚合物鉆井液至今等階段。

1、水基鉆井液還可分為：一是淡水鉆井液。氯化鈉含量低于10mg/m^3，鈣離子含量低于0.12mg/m^3。二是鹽水鉆井液（包括海水及咸水鉆井液）。氯化鈉含量高于10mg/m^3。三是鈣處理鉆井液。鈣離子含量低于0.12mg/m^3。四是飽和鹽水鉆井液。含有一種或多種可溶性鹽的飽和溶液。五是混合乳化（水包油）鉆井液。含有3%-40%乳化油類的水基鉆井液。六是不分散低固相聚合物鉆井液。固相含量低于4%，含有適量聚合物。七是鉀基鉆井液。氯化鉀含量高于3%。1978年以來開始在我國鉆井現場使用。八是聚合物鉆井液。它是以聚合物為主體，配以降粘劑，降濾失劑、防塌劑和潤滑劑等多種化學處理劑所組成的鉆井液。

在油田鉆井施工中，對于泥漿的水質有著較高的要求，通常來講，泥漿用水必須滿足幾個方面的要求，一是水質不能低于普通的工業和農業用水標準，二是不能使用工業廢水或者污染水，三是水質清澈，不能存在懸浮物以及各類雜質。在實際工程鉆井中，泥漿用水多為深井水、水庫水以及人畜飲用水，或者經過沉淀、過濾處理的工農業用水等。

2、實際用水情況及區域地層的影響。一是實際用水情況。從工程施工質量和施工效率等方面考慮，嚴格來講，在對泥漿用水進行確定前，必須做好相應的抽樣檢測工作，確保泥漿配方中，對其他各項處理劑作用發揮限制作用的水質構成參數不超過限定標準。

在實際施工中，許多的偏遠地區人畜飲用水或者水庫水、河流水都由于資源有限而不得不使用，從而給人帶來錯誤的認識，認為泥漿性能的調整作用于水質關系不大，對于泥漿用水的選擇重視不足。

二是區域地層的影響。實際上，在一個區域內，無論是地下水還是地表水，都經過了區域地層的侵蝕或者過濾，不同區域內的水質構成存在很大的差異性，在性能方面也有著很大的不同，尤其是硬度、礦物含量、溶解度、有害物質含量等，都直接決定了水質的好壞。對于泥漿用水而言，水質等級較高的飲用水在性能方面具有良好的表現，但是受運輸距離以及運輸成本的限制，難以有效使用，因此，硬度和溶解度適中，不存在有害物質以及鈣、鎂等礦物質含量較低的水系是泥漿用水的最佳選擇。對于油田鉆井施工人員而言，應該認識到泥漿水質的影響，對泥漿用水進行合理選擇，以確保施工的高效進行。

二、泥漿水質對油田鉆井施工的影響

在探討泥漿水質對于油田鉆井施工的影響時，需要首先針對鉆井所處區域的地層巖性進行分析，明確區域地層對于當地水質的影響。以某油田為例，經現場地質勘察，地層包括了第四系覆蓋沙土層、沖洪積砂礫石層，第三系分化沙土層，半成巖砂礫石層，侏羅紀泥巖、砂質泥巖、粉砂巖、中砂巖以及砂礫巖等。在勘探區域內，大部分地區都存在著厚度較大的第四系和第三系覆蓋層，而且半成巖和不成巖較多，在鉆進施工中，普遍存在有剝落坍塌的現象，賦存水水質較差。泥沙等的存在，對于泥漿用水造成了很大的影響，如果盲目使用，很可能會導致泥漿失去應有的功能。

在實際鉆井中，第一口井采用了河水作為泥漿用水，攪拌出的泥漿存在著粘度差、護壁性能差等問題，下鉆無法有效達到孔底，每一次都需要掃孔到底，不僅在一定程度上延長了鉆進時間，同時也影響了巖芯采樣率。對此，相關技術人員進行了分析，判定主要是由于水質問題導致泥漿的質量差。在打另一口井時，選擇了打深水井，用地下水進行泥漿的配置，同時加入了CMC、KHM等泥漿性能處理劑，極大地提高了鉆進的效率和巖礦芯采樣率。

經水質分析，淺井水與深井水的水質存在著很大的差異性，淺井水中的Ca2與Mg2含量較高，溶解性差，硬度與固相的含量均超出深井水的一倍以上，其他指標也各有不同。總體上，深井水的水質較淺井水要好得多，因此在煤田鉆井施工中，應該優先選擇深水井抽出的水，作為泥漿用水，以保證泥漿的質量，提高油田鉆井施工的效率。

三、水基泥漿用水選擇及經濟效果

在對石油工程鉆井施工現場的泥漿用水進行選擇時，首先應該從多個水源地選取樣本，由專業技術人員通過相應的試驗進行分析，根據泥漿用水的基本要求，選擇出兩種以上的可用水源;然后，在不同鉆井施工中，觀察對比地下水和泥沙對于泥漿用水的鹽侵程度，從中選出侵蝕度相對較小的泥漿用水，并進行推廣。經相關調查和統計分析，在該打井所處區域內，打的深井水井的水，基本上都能夠滿足泥漿用水的要求。

事實上，在科學技術以及人們認識水平不斷提高的影響下，油田鉆井施工中的泥漿配置方案得到了不斷的更新和改良，尤其是近些年來，更是發生了巨大的變化，泥漿用水質量也受到了相關技術人員的重視。在以往的施工中，為圖方便或者減少成本，往往都是采用就地選擇水源，然后使用純堿、磷酸鈉鹽等對水進行軟化處理的方式，但是這種做法并不能從根本上解決問題，施工過程中很容易發生孔內事故，影響施工進度和施工質量，嚴重的甚至可能會導致鉆井事故，導致施工成本的增大。而現在直接選用深水井抽出的井水，雖然較原本的方式相比運輸成本較大，但是能夠有效保證油田鉆井施工的順利進行，綜合經濟效益好，工程的總體成本能夠降低1/3左右，而且鉆井施工效率得到了非常顯著的提升。

四、結語

總而言之，在油田鉆井施工中，水基泥漿的水質在很大程度上影響了施工效率，相關技術人員應該從鉆井所處區域的地層巖性出發，對泥漿用水進行合理選擇。在相同的區域內，深水井抽出井水在水質上要遠遠優于淺水井，雖然部分施工現場并不具備相應的深水井，不過可以利用周圍村鎮中的水井，保證泥漿用水的水質，進而提高油田鉆井施工的效率和質量，從而推動鉆井施工的順利開展。

【參考文獻】

[1] 董紀偉 ;關于石油鉆探泥漿的配置與應用的若干思考[J]化工管理;2014年第12期