钻井施工过程中对钻井液性能的影响

刘 恒

（山东省煤田地质局第一勘探队，山东 滕州 277599）

钻井液作用非常显著，钻井液刚开始使用的时候就已经解决了很多钻井过程中遇到的问题，不仅可以保障钻井工作安全、高效的运行还可以在极大程度上保护资源储层安全性。我们需要提升钻井液的性能，这样可以适应更加复杂的井型，钻井液必须安全、环保，对环境和油品储层的品质没有任何的污染，所以我们在后期对钻井液进行研究的时候需要重视这个方面[1]。

1 钻井液在钻井过程中的作用分析

钻井液的作用也体现在了超深井和部分大位移井的施工中，在这两个工作中钻井液发挥了极其重要的作用，在钻井行业的发展中钻井液已经成为决定其发展的重要因素之一。钻井液在钻井过程发挥非常重要的作用，主要表现在以下几个方面：①辅助钻井工作顺利进行，在钻井工作进行时，在井底难免会出现碎屑，而钻井液可以有效的清理岩屑，钻井液在井中循环的时候可以把井底以及井壁上面的碎屑携带出来。钻井工作进行时会用到钻头这个工具，而钻头的硬度远远比岩石的硬度要大，所以钻头会将岩石切割成极其细小的粉末，但是粉末在井中飘浮的时候会增加增大摩擦力，使得钻井的速度减缓，所以说必须要在不影响钻井工作的前提下将岩石碎屑带出，这个时候钻井液就发挥了自己的作用，钻井液黏着在钻头上，然后利用压力将碎屑带出[2]。②钻头在井中时刻不停的工作，而且钻头的运转速度非常的高，在与岩石碰撞的时候会产生巨大阻力，导致钻头的温度升高，久而久之就会对钻头有影响，严重的时候甚至会报废，在钻井工作进行时没有办法进行降温，此时使用钻井液可以有效的降低钻头温度。首先，钻井液以一种液态的形式在钻头上，这样可以对钻头进行快速的降温，保障钻头的温度处于一个正常的温度，其次，钻井液会不断的循环，保障自身的温度不会过高，这样才可以保障钻头的温度。③前面已经提到，岩石在钻头的作用下会变成非常小的碎屑，而碎屑会因为离心力的原因附着在钻头上，这样就会导致钻头的摩擦力增大，在钻井过程中没有办法对钻头进行较为专业的清理，但是放任碎屑存在，就会造成卡钻或者是钻头的效率降低等情况。钻井液本身具有一定的粘度，可以将依附在钻头上的碎屑清理干净，还可以消除摩擦。④钻井液可以以不同的形式存在，不会一直以液态的形式存在，在特定的情况下会形成一定量的颗粒，而形成的这些颗粒由于渗透性不强，所以说会聚集在井壁之上，这样可以有效的平衡岩石内测和外侧的压力，还可以防止井壁坍塌。⑤钻井工作时保持压力平衡也是一个非常重要的方面，假如压力过大会导致井喷，而压力小会造成井壁坍塌的情况出现，而钻井液这个时候就可以通过自身维持在一个正常的压力水平上，由于钻井液的材料特殊，所以在使用的时候必须要保障对油品储层的品质和环境没有丝毫的影响。通过上述几个方面的分析。我们可以得知钻井液在钻井工作中发挥的作用。现在我们国家提倡节约，所以使用之后的钻井液可以通过净化处理，二次使用。

2 对于钻井液性能的影响

2.1 钻井液的稳定性

在钻井的过程钻井液是一个非常重要的部分，甚至可以称之为钻井的“血液”。钻井的质量会被钻井液的优劣决定，优异的钻井液可以促进钻井的质量。我国幅员辽阔，地大物博，并且地势非常的复杂，所以我们对于钻井技术有极大的要求，那也就说我们钻井工作对于钻井液也有极高的要求。由于钻井液的组成材料较为特殊，所以说钻井液会对钻井工作起到帮助作用，也会阻碍钻井工作的开展。钻井液不是单纯的以一种形式存在，在特定的情况之下会保持一个固体形态。

而固体形态下的颗粒直径非常小，大部分的钻井液固体颗粒直径在0.1μm～0.2μm，只有一小部分的钻井液固体颗粒直径在0.1μm～1nm，从这可以看出，溶胶与悬浮液是钻井液的主要组成部分。钻井液的稳定性也是由胶体颗粒所决定的，胶体的含量与钻井液的分散情况有很大关系，而这种分散的情况会直接影响到黏土与胶体的结合，而他们的结合大致可以分为三种，相互分离、部分聚集和全部聚结这三种结合情况，重力存在造成胶粒分子下垂。假如钻井液中的胶体颗粒非常的分散，那么钻井液的性能相对也会更好，假如胶体不够分散，出现凝结和絮絮的状态，钻井液的性能也会相对降低。而分散的颗粒有较大的稳定性是因为，细小的颗粒因为有很大的表面积所以说表面的能也会更大，表面的能随着时间的流逝而逐渐减小，这个时候钻井液细小的颗粒就会自己聚集在一起，越变越大。然后分散的颗粒又因为某种原因组织小颗粒结合，两者之间一个相互作用力，使得钻井液越来越稳定，平衡。

2.2 对钻井液的危害

曾经有研究表明，在钻井施工的过程中，润滑和清洗井底都可以通过钻井液实现，但是钻井作业的时候极大可能会对钻井液性能产生很大的破坏，所以我们需要对钻井液的性能进行有效的研究，这样才可以在极大程度上保障钻井液的性能处于最优状态。钻井过程中钻井压力扮演一个非常重要的角色，钻井工作的开展必须要在合适的压力下开展，这样钻井液才可以不污染储层，并且还可以平衡井道的内外压力。但是井筒压力还是会对钻井液造成极大的影响，井筒的压力会导致原本井壁外部的钻井液进到井壁内部和地层中，长此以往就会造成井道的压力不平衡，对储层造成一定的污染。所以说地层对于井筒的压力需要严格的控制，这样才可以保障地层中的钻井液处于一个非常稳定的状态。假如在施工时候出现压力不平衡的情况，就要采用失平衡钻井技术，采用这个技术可以在最大程度上降低钻井液对于地层的危害。而控制钻井时间是为了避免井筒在钻井液中太长时间，而出现井壁坍塌的情况。假如井筒已经长时间在钻井液中浸泡，并且钻井液进入了地层，那么地层的压力就会失衡，造成安全隐患，使得工期超长。在钻头开始工作时，一瞬间速度会激烈的增加，而压力也会随之增加，压力过大会造成钻井液的性质发生变化。钻头的转速过快，会造成钻井液在井眼溢流，这样就会污染钻井液，那么钻井液循环系统就会受到阻碍。还有一种情况就是在钻进过程中，没有产生溢流现象，而是直接进入了井筒，这个时候就会产生压力差，在压力差的迫使下，钻井液更加容易油品储层，对油品储层造成一定的污染。

3 结语

简言之，钻井液在钻井过程中的重要作用不言而喻。钻井液可以稳定井筒、井壁，还可以降低钻头的温度，对钻井的井底进行清理，平衡地层的压力。但是钻井工作开展会对钻井液造成极大影响，增大阻力，阻碍碎屑带出，严重时钻井液会进入地层和储层，所以说必须要严格重视这个方面。后期还需要对钻井液在不同条件之下的使用进行进一步的研究，为钻井工作的发展提供更多的帮助。