分析高温高压水基钻井液技术发展

张长庚 杨胜芝 杨頔

摘要：一直以来，石油资源在促进科学技术的发展，以及国民经济飞跃上做出巨大的贡献。石油被广泛应用在社会各界中，给社会的日常生产和生活提供了很大的便利，在国家经济发展和人民生活中所起的作用越来越重要。钻井作业是石油生产中的重要环节，也是实现高产稳产的关键性环节，如何实现钻井液的辅助增速为钻井界所重视，尤其是钻进过程中，一些复杂的地质环境，以及当前越来越多的深井、超深井给钻井作业带来极大的考验。深井作业对于钻井液的高温高压要求极高。本文就高温高压水基钻井液对水基钻井液的影响，高温高压水基钻井液技术应用的重要性，以及高温高压钻井液技术发展进行简单阐述，以供参考。

关键词：高温高压水基钻井液;技术发展

前言

随着社会经济的持续稳定增长，工业生产和人民群众对石油资源的需求居高不下。为了稳定市场供应，油企纷纷加大了生产规模。然而，当前我国多数油品都进入开采的中后期，油气勘探、开发、生产的难度加大，各种复杂的井钻应用越来越多，在复杂钻井作业中，对高温高压水基钻井液的应用要求越来越高，也因此，对高温高压水基钻井液技术的研究就未曾停止过，并且随着技术的进步，使得高温高压水基钻井液技术的发展与钻井应用越来越匹配，显著的提升了钻井质量和钻井效率。

1高温对水基钻井液的影响

钻井液的主要成分包括粘土、水、以及各种化学添加剂，基于深井钻井作业地区的地质特征，高温对水基钻井液体系的影响主要体现在几个方面：在高温状态下，粘土会随着温度的升高出现分散、聚结以及钝化现象;同时高温会使处理剂出现高温交联和高温降解的现象;除此之外，过高的油井温度会导致处理剂在粘土表现解吸附和去水化。这些因素都会导致钻井液出现高温增稠、固化、减稠、沉降等问题，而且滤失量也随之增大，钻井液本身的PH值也会下降，不得不增加处理剂的用量以保护其效用。

2高压对水基钻井液和影响

在高压状态下，水基钻井液面临的影响主要是需要有较高的密度来对抗地层的压力。而高密度会导致钻井液固相含量高、固相颗粒分散程度高、侵入的钻屑难以清除的问题。所以，高压状态下，一是对加重剂的要求更高，这样才能在低用量的前提下达到高密度的效果;二是膨胀土的最佳限量难以把握，会有高温增稠或减稠的潜在问题，对钻井液的流变性和沉降稳定性产生不利影响;三是增加了钻井液的流变性能调节难度;四是抗可溶性盐及酸性气体的污染能力差，对于后续废弃钻井液的处理带来了难度。所以说，高温高压状态下，对钻井液性能要求更高。

3高温高压水基钻井液技术应用的重要性

我国具有的油气资源储量十分丰富，但是开采难度较大，以页岩油为例，在我国各大盆地中都有广泛的分布，具有十分良好的发展前景，但我国的页岩油气勘探开发起步较晚，且地质条件复杂，开采任务艰巨，由于我国的页岩油气资源分布区域水资源比较缺乏、多属丘陵山区、人口密集且地表条件不利于施工，且页岩类型为海、陆相兼存，海相页岩有机碳含量高、成熟度高、以产天然气为主，陆相页岩埋藏深、成熟度低、脆性矿物含量低、油气兼产。地质条件复杂性和特殊性决定了对勘探、钻井开发技术要求也更高。高温高压钻井液技术是页岩油气开采的重要辅助技术之一。基于页岩地质独特的微裂缝和层理发育特征，所以在页岩油气的生产主要采用水平井的开采方式，但是，页岩油气地层的井壁稳定、长水平段的摩阻、水平井段的井眼清洁、储层保护等问题一直是制约页岩油气开发的关键问题所在。所以，钻井作业施工过程中对钻井液的井壁稳定性、润滑性和井眼清洁能力要求极高。因此，在页岩油气钻井过程中对钻井液的性能要求十分严格，大多数首选油基钻井液，油基钻井液对页岩具有极强的抑制性、极好的稳定井壁，且润滑性能优良，能够起到很好的防卡润滑、井眼清洁和最大限度的减少对储层伤害等作用，而且能够有效应对长井段水平井存在的井壁失稳和高摩阻问题。

4高温高压水基钻井液技術的发展

4.1钻井液处理剂和体系呈现多功能化

随着高温高压水基钻井液技术的不断进步，钻井液处理剂和体系呈现多功能化特征，钻井液体系中钻井液处理剂的减少，就意味着钻井液处理剂的多功能化。这种多功能化，并不是传统意义上的多功能化，传统认为一种处理剂，如中粘CMC可能既是增粘剂，也是降失水剂，同时是润滑剂，但新出现的处理剂比之综合功能要强得多，这种处理剂可能就是一种适于多种储层和多种施工条件的处理剂，只要与水相混就成为完整的钻井液体系。

4.2高温高压水基钻井液体系的配比更加科学化

随着钻井作业深度的增加，对于高温高压水基钻井液的技术改良与创新也在持续的进行中，这其中，最为显著的变化就是高温高压水基钻井液的配比更加科学化，通过对高温钻井液体系中高温处理剂、加重剂、表面活性剂、膨润土、滤失剂、沥青等各种主要组分的加减用量进行不同的研究、实验、分析、科学配比，使钻井液的密度得到显著提升，并且在180度温度下热滚不低于24H，其具有较好流变性、沉降稳定性和较低的滤失性。有效解决了水基钻井液在高温高压环境下，流变性和滤失造壁难控制的问题，非常适应于深井区域钻井使用。

结束语：综上所述，高质量的钻井作业离不开高温高压水基钻井液技术的有效应用，我们应该要充分认识抗高温高压水基钻井液的作用原理，应用过程以及应用特点，然后结合各种处理剂的优缺点进行分析， 通过对优缺点进行比较、从技术上进行不断的改良与创新，使之得到更好地应用。

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