国内钻井液技术进展概述

李来红

摘要：随着我国钻探对象的不断复杂化，对钻井液的要求也越来越苛刻，为实现安全、高效、优质钻井没有吧，我国开展了大量钻井液体系的研究工作，并取得了众多成果，有效促进了钻井工作的开展与进步。特别是在复杂钻井液体系方面取得了一系列的研究成果，缩短了我国钻井液和国际先进水平的差距。文章以此为背景，对国内钻井液技术研究进展及概况进行了说明，对全面认识我国钻井液现状及发展前景具有一定的作用和价值。

关键词：钻井液;国内;进展

近些年来，我国钻井液研究工作取得了较大进展，也形成了许多配套的钻井液体系。为全面认识国内钻井液发展现状、理清近年钻井液研究工作重点，文章对国内钻井液技术进行了综述，对不同类型的钻井液选择若干具有代表性的体系进行阐述，对存在的问题及未来发展方向进行了展望。

1、抑制性钻井液体系

以聚合醇钻井液为例，作为高性能的水基钻井液体系，主要发挥聚合醇的浊点效应，在对聚合醇用量进行优化后，让钻井液体系保持高度的抑制性、润滑性和封堵性能。这种类型的钻井液具有良好的液体流变性、表现出优良的悬浮稳定性以及体系的润滑性，在这些特点综合作用下，具有良好的抑制性能。加上具有良好的携砂性能，可以确保施工过程的顺利进行。特别是近年来在页岩气水平井钻井中也得到了较好的应用。由于这种类型的钻井液具有良好的降滤失性能，出于滤失性、润滑性、流变性的考虑，在深海钻井中也具有一定的应用空间[1]。

在安全环保要求越来越严格的情况下，为确保安全的同时降低钻井液成本，在强水敏或者页岩地层中技术人员积极攻关水基钻井液，以取代油基钻井液体系。如胺基抑制剂为主要成分的强抑制胺基钻井液，由于其具有良好的环保适应性，在效果方面和油基钻井液相差不多，备受欢迎，并且广泛应用于某些钻井领域。

有机盐钻井液由于添加各类盐类物质，在各类添加剂的综合作用下，性能尤其适用于高温高压地层钻井，在小井眼钻井、对环保要求较高区域钻井、容易发生水化膨胀和容易坍塌泥页岩地层钻井以及在岩盐层、盐膏层区域钻井。这类钻井液因其良好的降滤失、抗高温、抗盐性能而表现出良好的应用前景和推广空间。

2、油基钻井液体系

随着我国对页岩气资源的开发利以及钻井向着复杂化地层的发展，油基钻井液也得到了较快发展。油基鉆井液可以分为两种类型，即：全油基钻井液和油包水乳化钻井液体系。全油基钻井液就是在普通油基钻井液的基础上，在体系中添加常见的乳化剂、有机土、润湿剂和降滤失剂后形成的钻井液类型。这种类型的钻井液体系性能稳定、维护难度小、对井壁稳定性具有良好性能，润滑性好，可以起到较好的防卡效果。钻具循环压耗低，在提高机械钻速方面具有一定优势。由于这种钻井液密度较低，可以实现近平衡钻井或者微欠平衡钻井，能够较好的降低钻井液对储层的二次伤害[2]。

相比于全油基钻井液体系，油包水乳化钻井液具有更加广阔的应用空间。特别是为了降低钻井过程中对地层的污染，在水平井钻井中使用白乳化油钻井液的情况越来越多。在传统油基钻井液配方的基础上，使用聚合物增粘剂取代有机膨润土，在优化选择乳化剂、润湿剂、分散聚合物降滤失剂的基础上，合成的油基无土相油包水乳化钻井液，在现场应用中见到良好效果。相比于柴油，这种类型的油基钻井液以白油作为连续相，在发挥含土相油包水乳化钻井液良好性能的同时，也表现出优异的环境适应性能。对于可逆转油包水乳化钻井液，虽然在实验室内开展了相关研究实验，但是现场还没有见到具体应用，需要持续攻关，以能够在现场推广使用。

3、超高温超高密度钻井液

随着钻井向着高温方向发展，井底温度超过200℃的深井、超深井不断出现，从现场需求出发，技术人员对超高温钻井液也开展了相关的研究工作。先后研发出超高密度、耐高温的钻井液体系，在现场应用过程中满足了井底高温对钻井液的抗高温需求。

在高密度钻井液方面，这种类型的钻井液经常在高压及异常高压地层中遇到。我国钻井时高压或者异常高压地层井在西部和西南部居多，和国外钻井液技术相比，我国超高密度钻井液应用范围更广、技术更成熟，满足了复杂地质条件下高效、快速、安全钻井的需求。

4、泡沫钻井液

泡沫钻井液是气液混合钻井流体中的一种类型，其表现出以下优势：能够有效减少储层伤害，起到保护油气层的效果，可以对地层进行实时评估，有利于在钻井过程中发现良好显示。泡沫钻井液还可以明显的提升钻井速度，对钻头的使用寿命也会起到延长作用，同时能够有效减少井漏、卡钻等事故的发生。在开发时间较长的老油田中，由于地层能量衰竭，使用泡沫钻井液时，可以降低钻井液在钻井过程中向地层渗漏的量，钻井液体系密度较低，能够循环使用，对钻井泵的上水和MWD等井下工具的使用以及空气注入设备的使用以及油气层的保护都有利。在钻井液循环后，体系的性能容易维护，可以保持井眼的清洁性和对钻屑具有良好的携带效果[3]。

5、合成基钻井液

合成基钻井液在我国国内钻井方面应用不多，但是由于这种类型的钻井液具有优良的热稳定性，在超高温钻井中应用广泛，其中，在深水钻井中恒流变合成基钻井液应用更多。而酯基钻井液通常耐温达到140℃以上，仍具有良好的流变性及高温高压滤失性，系统的润滑性较好，抑制井壁的能力和抵抗污染的能力较强，可以较好的保护储层及环境，可以保证钻井过程的顺利进行。这一类型的钻井液体系还处于研究阶段，应用不是特别广泛，处于不断完善和成熟阶段。

6 国内钻井液技术发展重点展望

第一、努力提高水基钻井液的性能重点提升钻井液的抑制性和封堵能力，特别是攻关性能与油基钻井液相近的水基钻井液，以较低的成本在高效钻井、降低环保压力方面发挥更大作用。特别是应该逐步完善耐高温能力超过200℃的具有较强悬浮功能的高温高密度钻井液。

第二、减少钻井液体系中的处理剂类型和数量，降低因为钻井液液相粘度增加而产生的循环过程中压耗升高、剪切稀释能力下降及钻具泥包情况的出现。应该强化对钻井液中低密度固相控制，进一步提高钻井液稳定井壁的能力。

参考文献：

[1]李振智，孙举，李晓岚，等.新型无土相油基钻井液研究与现场试验[J].石油钻探技术，2017，45（1）：33-38.

[2]王中华，王旭，杨小华.超高温钻井液体系研究（Ⅳ）：盐水钻井液设计与评价[J].石油钻探技术，2019，37（6）：1–5.