超高温水基钻井液技术研究与应用

孟永涛

摘 要：对于超高温水基钻井液具有高温稳定性好的特点，随着钻井技术的不断提升，对于钻井液的要求也提高。本文主要分析了当前国内外对于超高温水基钻井液处理剂的作用原理进行分析，并就其应用概况和面临的技术问题等进行研究。

关键词：超高温；水基钻井液；技术研究；原理

中图分类号：TE254 文献标识码：A

随着世界能源技术的不断发展，浅层的油气依然不能够满足当前社会生产生活的需要，那么深层的油气开采就成为必然，对我国而言，大部分石油资源都在深地层中，需要深井和超深井的钻井技术进行开采。在开采的过程当中，钻井液的质量是决定整个工程技术成功与否的关键。钻井液在超高温条件下的流动性和滤失性能是当前钻井技术的难点。所以超高温水基钻井液的研究与开发是当前国内外钻井技术研究的重点内容。

一、超高温水基钻井液的技术现状

就当前的钻井技术而言，钻井液在面临超高温的时候还是会有一定的问题产

生。随着井深的增加，井底的温度液也会不断的与之增加，这样就容易导致钻井液的流变性变差，钻井液处理剂失效，而且深井钻井经常会造成泥页岩和煤岩等岩石层失稳，造成井塌的现象的发生，在生产层进行长期的钻井，钻井液的滤液容易容易进入到油气层，将不利于形成对油气层的保护。在深井钻穿过程中，还可能遇到例如盐膏层等易污染层，对钻井液的性能产生破坏，井底的压力过高，而钻井液的密度不够，就需要加入一定的加重剂，这样就容易导致钻井液的黏度提高，从而产生加重剂沉降的问题，当出现类似的问题时，常规需要采用一定的降黏剂来进行减稠，但是降低了钻井液的结构黏度，还需要稳定其切力，保障流动性不会变差，但是在这个过程中，往往难以齐全。再加上高压情况，容易造成孔隙压力接近于破裂值，产生井喷和井漏的现象。

基于以上问题，要较好的进行深层开采，需要不断的提高高温水基钻井液的技术研究，保障其钻井液的稳定性。要求其在采用优质膨润土，处理剂的分子不容易受到高温降解，发生高温去水化的现象。超高温水基钻井液还需要具备较强的高温抑制能力，例如甲酸盐钻井液和CaCl2钻井液都具有较强的高温抑制性，而无机盐中的KCL、NaCL等也具有较好的抑制性，在超高温的条件下稳定性较好。在超高温环境下进行钻井技术，还需要水基钻井液具备良好润滑性能和流变性能，可以采用优质土减少高温的增稠效应，用XC等聚合物来替代粘土，以提高钻井液的携岩能力，保障最大限度的保护油气层。

但是随着现代钻井技术的不断发展，开采的层面越来越深，对于钻井液也具有更高的要求，在提高经济效益的同时，还需要注意地质结构与环境等问题的产生。对于现代钻井技术而言，需要超高温水基钻井液具备固相含量低的特点，降低黏度来提高清洗能力，增加钻井液的密度和流动性能，才能较好的保障其稳定的存储性。

二、国内外对于超高温水基钻井液的技术研究分析

近年来，随着开采技术的不断提高，对钻井液的技术分析也提高了到更高的

层次，20世纪60年代开始，就已经研发了抗盐抗高温的降粘剂，70年代研发的RESINEX能够与230度的高温抗衡。当前对于钻井液的研发更是不断加强，流型调节剂、抗高温调节剂、密度调节剂等钻井液技术层出不穷。

M-I公司研发了PVP，具有较好的稳定性，保障钻井液具有较高的剪切稀释特性，降低了摩擦系数，能够在180度高温的情况下保持相对稳定的性能，在特殊的表面电荷的作用下，可以与加重剂进行交联，从而改变聚合物加量可调整钻井液的塑性黏度。这一处理剂主要是离子型和非离子型聚合物的混合物，吸附在固相颗粒中，形成网架结构，促进钻井液的剪切稀释性。当与乙烯基磺酸基共聚物配置成的钻井液就能够耐高温，且具有流动性。

近年来，国外研发的VIS-PILL就是一种较为稳定的降滤失剂，能够与盐形成胶束，提高钻井液的高粘性，在不加封堵剂的情况下，一般钻井液的穿透孔径会小于0.9mm，用这种处理机和加重盐就可以形成抗高温的无固相钻井液，外层的污垢也容易清理，对油层的损害相对来说比较小。

对于钻井液的密度分析，当前仍然以重晶石作为主要的调节材料，但是随着经济的不断发展，密度为4.2g/cm3的重晶石资源逐渐枯竭，特别在北美市场上，因而高质量的重晶石都需要通过进口，这就增加了材料的成本。但是从环境保护的角度来看，用钛铁矿来替代重晶石具有一定的可行性，特别是粒径为10um的钛铁矿颗粒。贝克休斯公司采用了Micromax开发一种逆乳化的钻井液，能够降低动切力，但又不会增加加重剂的沉降效果，大大缩短了钻井时间和漏失的可能性。

目前，澳大利亚石油研究组织还开发了一种新的添加剂GSP，具有较好的高温保护性，能够防止钻井液在150度以上分解。通过这一添加剂可以改善固液、固固之间的相互作用，而且能够方便添加剂和膨润土的混合，只利用其物理作用，而不添加其他的化学物质，因而具有一定的可行性。

对于超高温水基钻井液的技术研究，不仅仅是停留在添加剂上，对其高温钻井液的评估方法同样需要重视，在高温作用下，现有的NWD失效，需要通过具有测量流体的有效性质来进行井底压力的测量，M.Pless等设计出来的Model7600XHP/HT就是对这一技术的研发，能够在高达316摄氏度的高温下，进行正常的工作。

参考文献

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