油基钻井液施工工艺技术

赵达（中国石油集团川庆钻探工程有限公司钻井液技术服务公司，四川成都610056）

0 引言

近年以来，相关工作人员不断加大对油基钻井液的开发研究力度，包括对油机钻井液油包水钻井液等技术层面的研究，研究出底油水比油基钻井液，满足了水平井开发的需求。油基钻井液是以水滴为分散相，油为连续相，实际上就是一种具有抗高温、润滑性良好，同时污染性小的乳化液。其最大的特点就是具有很强的井壁稳定性，现在已经被广泛应用在高难度、高温深井、页岩水平井等钻井技术当中，而且可作为解卡液、射孔完井液、修井液以及取心液被广泛应用。

1 工程简介

长宁H28-5 井区块区域构造位置位于四川盆地与云贵高原结合部，川南古坳中隆低陡构造区与娄山褶皱带之间，北受川东褶皱冲断带西延影响，南受娄山褶皱带演化控制，其构造特征集二者于一体的构造复合体。长宁H28-5 井属于水平井开发井，全井最大井斜角为102.11。，方位角89.18。，井深4330.16 m。井底水平位移闭合距1671.79 m，闭合方位189.74。，油层套管尺寸及下深139.7 mm×4396.60m，采用套管完井方法。

2 油基钻井液配制工艺

2.1 配置顺序对油基钻井液性能的影响

油基钻井液配置工艺原理就是通过添加乳化剂等方式，将油与水这两种不相容的物质通过机械高速剪切有机融合在一起。为了有效保证油基钻井液性能配置过程中还需要添加一些其他物质，所以这些物质的添加顺序会对油基钻井液性能带来直接的影响。这些添加物质一般包括采油、有机土、降滤失剂等等。

比如：按照柴油+有机土+降滤失剂+CaCl2溶液+重晶石的顺序来配置油基钻井液，破乳电压值就会比较低为547V,塑性黏度较高为32/mPa·s，滤失量较高为1.0ml。如果是先添加Ca⁃Cl2溶液CaO后添加有机土，这样一来油基钻井液性能就会有很大的变化，破乳电压值就会比较高为1048 V,塑性黏度较低为28/mPa·s，滤失量较低为0ml。

2.2 剪切速率对油基钻井液性能的影响

油基钻井液是通过机械高速剪切将水相溶于油相中，然后在乳化剂的作用下将水相牢固束缚在油相中，所以，机械剪切速率对油基钻井液的形成十分重要。根据实验表明，剪切速率越高所配置的油基钻井液的破乳电压就越高，同时动切力也会增高，由此可见，剪切速率就高油基钻井液配置性能就越好。因此，在实际钻井施工现场要选用功率高的搅拌设备，另外，在钻井液循环流经钻头时，水眼处的剪切速率越高对机油钻井液性能越有利，越有助于油钻井液性性能的提高。

3 油基钻井液现场配制工艺步骤

在油基钻井液现场配制时，一般利用两个泥浆罐来进行配置，如果没有充足的泥浆罐也可单个泥浆罐进行油基钻井液的配置。油基钻井液配置一般分为以下四个步骤：

首先，进行氯化钙溶液的配置。根据配置油基钻井液体积大小、油水比例，在泥浆罐中倒入对应体积以及相应浓度的氯化钙溶液；

其次，加入基础油、乳化剂。启动搅拌机跟泥浆枪，加入配浆用的基础油以及乳化剂，需用高速率设备剪切，使油水混合物充分得到搅拌混合，以最大限度提升钻井液性能；

再次，充分进行搅拌。在混合体系中按顺序添加石灰、有机土、降滤失剂，每添加一种处理剂充分搅拌，确保搅拌均匀；

最后，调整钻井液的密度。根据施工现场实际性能要求适时调整钻井液的密度，比如，加入加重材料改变钻井液密度，加入以后搅拌均匀。

4 油基钻井液的性能维护

4.1 油基钻井液流变性维护

在实际钻井工程施工过程中需要维护油基钻井液较低的流变性，有效降低当量循环密度和泵压，以防止诱发漏失现象发生；同时，避免流变性过低导致加重材料沉降引发井下复杂问题的出现；最后还要充分考虑水平井井眼清洁的问题，防治重晶石沉降问题。在配置低油水比钻井液过程中，通过调整有机土以及乳化剂的加量对井液的流变性以及乳化性进行调控。此外，还可以充分利用施工现场的钻井液固控设备，将劣质固相清理干净。

4.2 油基钻井液滤失量维护

一般新配置的油基钻井液都具有良好稳定的乳化性能，此时油基钻井液的中压滤失量值接近或者为零，同时高温高压虑失量也比较低。性能稳定的油基钻井液的高温高压滤液一般不存在水，存在的是油。如果滤液中水、油都存在说明油基钻井液的乳化稳定性遭到破坏，此时，必须及时补充一定的乳化剂以及润湿剂以确保乳化稳定性。如果突然出现高温高压滤失量增加的状况，往往是因为粒径分布不合理导致的，可以添加有机土以及高温降滤失剂等物质来降低高温高压滤失量；另外引起高温高压滤失量突然增大也可能是因为收到高温的影响，此时可以及时加入润湿剂、乳化剂以及高温降滤失剂进行有效的维护。

4.3 油基钻井液乳化稳定性维护

在油基钻井液乳化稳定性中，破乳电压值是主要定量标准。一般要求油基钻井液的破乳电压值≥400 V。如果钻屑进入油基钻井液当中会因为吸附消耗大量的乳化剂以及湿润剂，如果乳化剂活着湿润剂没有得到及时补充，钻井液流动漩涡就会减少，从而进一步导致糊筛问题的出现，因此，必须及时补充乳化剂活着湿润剂，定时测量破乳电压值，确保油基钻井液的乳化稳定性。

4.4 油基钻井液污染维护

当油基钻井液中混入地面或者地下水时，就会导致破乳电压值降低，流动性变差，油水比降低的问题出现，这样一来就必须及时添加乳化剂、石灰、润湿剂或者基础油，确保破乳电压值、流动性、油水比降的正常范围。如果油基钻井液受到CO2污染，就会引起钻井液黏度、动切力升高，可以添加石灰和乳化剂处理。如果油基钻井液受到H2S 污染那就需要添加除硫剂来处理。

5 油基钻井液回收及重复利用工艺

油基井液具有很好的环保性能，可以重复利用，其回收利用率与油基钻井液的性能和回收存储工艺相关。在油基钻井液的回收利用过程中需要注意以下事项：

（1）要注意油基钻井液的储存空间的环境，防止因雨水、雪水以及灰尘等的侵入，确保回收液未受到污染变质。

（2）在油基钻井液回收再利用过程中，必须及时对油基钻井液进行科学有效的处理。比如，利用除砂器、离心机等设备去除里面的劣质固相；优化油基钻井液性能等等。

6 结语

总之，近年来由于油基钻井液具有良好的井壁稳定性、润滑性以及抗污染能力等，被广泛应用于各个钻井施工工程当中。在配置油基钻井液时必须要注意配置顺序，根据钻井实际对油基钻井液不同性能要求添加不同的物质。同时，在油基钻井液回收利用再利用过程中要注意保存环境，优化油基钻井液性能。