关于石油钻井泥浆的配置与应用的若干思考

2014-08-15董纪伟青海油田井下作业公司青海海西817500

化工管理 2014年12期

董纪伟(青海油田井下作业公司青海海西 817500)

钻井泥浆在石油中共发挥着携带钻屑至地面、静液柱压力平衡地层压力，以免井喷，井塌等、液力喷射破岩、冷却钻头、在井壁上形成滤饼，减少流体向地层中的漏失，稳定井壁，降低地层污染这几种重要功能。随着油田科技的不断进步与发展，钻井泥浆已从仅满足钻头钻进发展到适应钻井各方面需求，是当前不可少的一项工艺技术。

一、石油钻井泥浆的配置

1.泥浆配置的核心点

具体应从以下几方面进行分析：一，从平衡地层压力角度上分析，对泥浆实际重量v进行计算。也就是vh=PC或vh=P0。这里所说的PC主要指的是井深H位置上的地层侧压力，而P0主要指的是地层空隙流体压力。实际中，我们是根据PC进行计算还是根据P0进行计算，需要充分考虑实际应平衡哪种压力更为关键。倘若两者都要做一番平衡，那么应分别进行计算，获取两种不同的结果，准确权衡存在于两者之间的某值，通常钻井泥浆实际重量达到了1.02到1.40左右。二，认真根据悬排钻渣、护壁堵漏规范要求来科学获悉泥浆实际流变性。在明确流变性时通常将粘度η和切力τ作为主要指标。该粘度与切力存在较大的调整领域，该粘度在10cP～100cP领域内，需要根据钻井的实际情况来确立。与此同时，对于泥浆具有的剪切稀释作用及触变性应进行深入细致的分析研究。三，泥浆其他设计指标共有以下参考范围：强调失水量应控制在15m l/30m in范围内；含砂量应控制在百分之八范围内，胶体率应达到百分之九十以上，pH值根据泥浆的具体类型应控制在6～11之间变化。四，由于钻井情况的不同，使得钻进目的、地层特点、钻进工艺方法等各方面都相差甚远，所以在钻井泥浆性能方面要求也各异。设计过程中，必须对这些差异性进行充分考虑。比如，对于具有较粗钻碴及井壁较松散的地层，设计中应注重泥浆的粘度和切力等流变性指标；对于较为稳固且坚硬的岩石，设计中应注重泥浆钻头冷却和钻具的润滑情况。根据钻进实际情况，综合设计时明确相应的设计核心点，对于泥浆设计的成功具有重要的现实意义。五，对泥浆性能进行设计时，会一定程度上出现彼此矛盾的情况，在满足部分设计指标过程中，还有部分指标无法有效的满足。所以必须对核心问题加以考虑，适当的考虑次要问题，保证整体性能。对于部分没有较高要求的场所，应结合实际情况精简设计工作，合理的放宽对部分次要指标的要求，以节约成本费，提高效率。

2.泥浆配制中使用的设备

在制备泥浆过程中，通常会采用泥浆搅拌机（卧式、立式即可）、水力搅拌这两种设备，要求勘探岩心钻探用的泥浆搅拌机，卧式的容量应在0.3到0.5m3左右，立式容量应在0.5到1m3左右。搅拌机实际应达到80到100r/m in的搅拌速度。在通过粘土粉造浆过程中，水力搅拌器是最为理想的。先将粘土粉放到漏斗内，在混合器中保证水泵排出管的液流能够和粘土粉有机的混合在一起，混合器内的混合液主要沿着螺旋线不断的提升到容器上部，最后将泥浆输出。在持续不断的循环之后，就能够配置符合性能要求的泥浆。为了不断提高泥浆的性能，要求以粘土粉为主要配置材料的泥浆应置于储浆池内陈化一天，再将其放到循环系统内，通过水泵输送至孔中进行使用。

二、石油钻井泥浆的应用

1.泥浆在砂、砾层中的应用

我们通常将该类地层称之为机械分散地层。其最显著的特点是各颗粒间没有胶结，实际钻进过程中，井壁常常会有坍塌的情况。所以应通过泥浆护壁，主要目的在于保证井壁各颗粒间具有较好的胶结力。对于具有明显粘性的泥浆应放到井壁地层中使用，以此提高砂、砾间的胶结力，从而稳固井壁。

2.泥浆在溶蚀性地层中的应用

我们通常将该类地层称之为水溶性地层，当其与钻井液中的水相触时就会出现溶解情况，严重的溶蚀钻井井壁，使得井眼超径、垮塌情况出现。对于该问题，应采取的措施是：将钻井液对地层的溶蚀性进一步降低。在泥浆中添加部分和地层被溶物一致的物质，保证溶解的合理性，这是我们最常使用的防治溶蚀的方法。比如，在岩盐中钻进，应以盐水泥浆为主，效果显著。

3.泥浆在硬岩钻进中的应用

钻进作业中，多多少少都会碰到坚硬的地层，比如花岗岩、榴辉岩、片麻岩、闪长岩等均是坚硬的岩石。在设计坚硬岩石所用泥浆时，应充分考虑泥浆的润滑性和冷却性，防止泥浆有太高的流动阻力，保证固相含量的合理性，提高钻进速度。在泥浆的悬排能力和护壁性能方面通常不会有太高的要求。