石油深井水基钻井液性能控制因素及应用探讨

胡洋洋

摘 要：水基钻井液作为石油深井工程中不可缺少的重要因素，提高了深井工作的运行和效率，其很多性能决定了深井工作是否能顺利的开展下去。水基钻井液的主要构成因素有水、处理剂、膨润土和钻屑等多种材料，这些材料体系的组成决定了水基钻井液的性能，因此，本文基于水基钻井液在高温、高压性能，沉降和流变性能以及失水造壁性能的控制应用上，对控制原理进行了探究，分析了我国当下石油深井工程中水基钻井液性能的应用和发展，以期能为水基钻进液的应用提供可借鉴的建议，进而解决我国未来石油深井开采过程中可能遇到的难题和困境。

关键词：石油深井;水基钻井液;性能;控制因素;应用

一、石油深井水基钻井液的应用探究

水基钻井液作为我国目前应用广泛的综合性技术工艺，在石油深井过程中占据着不可或缺的重要地位。可目前我国在石油深井中水基钻井液的性能还没有做到完善的控制和应用，仍然存在着高温、高压、高密度等的影响因素，存在着沉降、流变性和失水造壁性的失控，因为在实际工程中，很难同时应对低温与高温流变性的差异，很容易导致HTHP大量失水和泥饼变厚的现象，因此还需要相关工作人员继续研究探讨水基钻井液的性能控制方案。

据可靠调查数据显示，因为石油深井钻井工程的特殊性和复杂性，让水基钻井液在以往工作中可以全方位分析深井内外环境的优势受到了限制，很容易发生难以预测的突变因素，如果没有做到在技术和原理方向上细致周到的分析，没有在钻井液承受高温和高压时，计算到环空中的摩擦指数和石屑的反速度指数，很容易会发生对高温高压环境下处理剂选择不当的问题，进而阻碍了石油深井工程的正常运行。

二、石油深井水基钻井液性能控制原理和影响因素

（一）对水基钻井液耐高温、高压性能的控制

高温度和高压力是影响石油深层钻井工程的两项重要参数，会直接关乎到水基钻井液的性能发挥，因此如何设计出完善的方案来控制水基钻井液在高温、高压的环境下实现高效工作是我们目前要着重考虑的问题。也是未来我国石油工程行业重要的研究领域和方向。

在实际的石油深井工程中需要对高温、高压条件进行分析和控制的方向可以分为以下两点：一是对水基钻井液中的豁土含量进行严格的把控，通过最低含量限制标准来控制豁土量，因为水基钻井液本身的特征就是流动性强，并不能承载下过多的豁土量，这就导致豁土在其中上下空间限制性很大，再加上外界的高温和高压会大大降低豁土的性能。二是通过研制、开发更耐高温的处理剂，将该处理剂运用在水基钻井液中，进而来有效预防高温高压环境下发生的钻井液钝化、聚集和分离的现象，为今后石油深井水基钻井液性能的应用提供有力的保障。

（二）对水基钻井液沉降和流变性能的控制

水基钻井液的沉降和流变性能在石油深井工程中也有着非常重要的影响作用，其直接影响到钻井液的性能发挥。在实际工作中，只有水基钻井液达到一定的密度标准才能满足深井钻井的高要求，较高的密度可以维持深井内的压力平衡，但反过来却造成了水基钻井液的沉降性能和流变性能的排斥性，就像如果水基钻井液的沉降性能有所提高，则一定会引发钻井液流动性能的降低，反过来流动性也会影响到沉降性能。为了解决沉降性能和流动性能之间的冲突，可以利用改变石油深井工程中的液相密度、增添可以耐高温的抗黏剂，或者采用更适当的加重材料，以此来平衡水基钻井液的沉降性能和流变性能，具体措施可以通过选用直径恰当的重晶石粉来改变，这个方法已经通过实践得到证明，即使现实中黏土的含量会直接影响到钻井液的沉降性能和流变性能，但是科学合理的石粉粒径大小能有效改善黏土量带来的不良影响，因此，最好采用直径相对较小、较合理的固相颗粒来对水基钻井液沉降和流变性能进行良好的控制。

（三）对水基钻井液失水造壁性能的控制

在实际的石油深井工程中，水基钻井液含有的“自由水”会伴随钻井深度的不断增加，逐渐地渗透到岩石层中，这样就会增加水基钻井液中的固相颗粒，这些颗粒物会慢慢凝结成固体的饼状物附着在石油壁上，造成我们通常所说的失水性造壁现象。失水性造壁现象一旦发生会直接影响到井壁的渗透性，渗透力减弱自然会阻碍后续水基钻井液进入到地层内部，最终破坏了钻井液的发水性能。通常在实际石油钻井过程中，固相颗粒的大小像粒径的长短、级配都会直接造成失水造壁现象，我们可以采取以下4方面的措施来改善这一现象：一是在钻井工程中采用抗高温高压和抗盐性的处理剂，比如降虑失剂的应用，来有效避免抑制性现象如降解和解吸现象;二是采用密度较高、质量较优的重晶石，最好能达到最佳的级配方式，将大、中、小三个级别的颗粒能科学的分配开，以此来降低颗粒之间的摩擦力和互相作用力，进而有效降低过滤流失的水分，优化流变性能;三是为重晶石颗粒创造一个相对松散的环境，可以通过在其表面加入高效稀释剂来凝成水膜达到目的效果;四是加入有机盐来增强液相密度，这样一来既可以降低重晶石含量过多造成的流变性能失控的风险，又可以有效减体系活度，增强抑制性，维持石油深井壁面的稳定性。

三、总结与展望

综上所述，现如今随着经济发展的不断进步，为我国的石油钻井工程也提出了新挑战和新要求，而在石油深井工程的发展过程中，必然会伴随着对水基钻井液性能的控制与应用。因此相关部门和工作人员更要注重对水基钻井液质量的提高和控制，从高温、高压性能、沉降和流变性能、失水造壁性能等多方面进行良好的把控，分析影响深井工作的主要因素和原理，科学合理地进行钻进液配比，争取让石油深井工作做到安全可靠。

总之，在实际的石油深井工程中，我们应该把会影响到深井工作的因素进行全面的考虑和分析，尽最大可能将水基钻井液的性能充分应用和发挥出来，推進我国石油深井工程的发展与进步。

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