油基钻井液施工工艺技术思考

油基钻井液施工工艺技术思考

作者：张大力郭良宋卫东李庭银

来源：《中国化工贸易·上旬刊》2019年第12期

摘要：油基钻井液具有优异的工业性能，本文重点介绍了在油基钻井液施工技术的原理，以及矿井控制相关维护。

关键词：油基钻井液;施工;技术优化

与水基钻井液相比，油基钻井液具有更好的稳定性和污染控制的优势。随着国内外开采页岩井工业水平的发展，油基钻井液的研究和应用也在增加。油基钻井液系统具有多种特性，包括无土相的无油钻井液，生物柴油钻井液，低粘度和高切削油基钻井液以及低毒性矿物油钻井液。

1 油基钻井液工艺原理

油基钻井液的工作原理是将水相分散到油相中，加入两种乳化剂和其他不相容材料，施加机械高速剪切力。为了保证钻井液的性能，必须在钻井液中加入另一组材料。这些添加剂的添加顺序对油基钻井液的性能有一定的影响。这些其他物质通常包括柴油、润湿剂、失水剂等。例如，以柴油为基础的油基钻井液、有机土壤、乳化剂、减损剂、CaCl2溶液、CaO、重石层序等，在工程中一般破乳电压为525V，滤失为1.0mL。在有机土中加入CaO后，油基钻井液的性能变化较大，反之亦然。高破乳电压，低过滤损耗[1]。现场施工过程通常采用两个或一个泥浆池配置油基钻井液。采收率与油基钻井液的基本性质及采储工艺有关，而回收率则与石油基钻井液的基本性能和回收存储技术有关。回收油基钻井液时，需要注意以下两点：

首先，在實际储存过程中，应注意储料空间的环境，防止雨、霜、雪、尘进入含油钻井液，加剧回收液的污染[2]。二是油基钻井液回收过程中必须进行的处理，如使用除砂器和离心机去除油基钻井液中的杂质。如果施工前发现钻井液性能不足，必须进行优化。在优化前，需要对回收油钻井液的破乳电压、流变特性等关键性能指标进行测量。然后，加入必要的试剂，结合配置过程优化性能。需要注意的是，在不添加乳化剂的情况下，油基钻井液的增加会导致水油比的降低，进而降低破乳电压和流变特性。然后在配置过程中添加必要的试剂以优化性能。需要注意的是，在不添加乳化剂的情况下，添加油基钻井液会导致水油比下降，破乳电压和流变特性进一步下降[3]。在施工现场加入低成本的CaCl2溶液，改变油基钻井液水比、动剪切力和塑性粘度。当一定量的水掺入油水比后，油基钻井液的破乳电压和流变特性发生变化。一般情况下，破乳电压必须维持在400V以上。这种油基钻井液具有最高的乳化稳定性。因此，在污染治理过程中，有必要避免与地表水层接触，如果接触不可避免，则需要加入一定量的乳化剂来调节油钻井液的破乳电压水平。

2 油基钻井控制相关维护

2.1 控制钻井液的流体变化

在钻井过程中，对石油钻井液流变特性的基本要求是控制低循环，使当量循环密度和泵压最小，从而减少泄漏的可能性，避免低流变，防止重物下沉导致全面检修的局面。如果需要考虑水平井井眼清洁度，应将R6控制到1.0-1.2倍的井眼尺寸。一般情况下，应使用一定量的CaCl卤水作为油基钻井液的水相，主要目的是控制钻井液的水相活度，提高钻井液的水相比。随着钻井液油水比的降低，在不改变钻井液处理剂用量的情况下，钻井液的塑性粘度和动剪切力将明显增大或下降，这是由于乳化剂的缺乏所造成油水比的损失。因此，在制备低油水比钻井液时，可以通过减少有机土的用量，增加乳化剂的用量来控制钻井液的流变性和乳化稳定性[4]。

2.2 钻井液的乳化度控制

在油基钻井液的结构中，必须保证油基钻井液的乳化稳定性。目前，衡量乳液稳定性的主要定量指标是乳液电压，油基钻井液通常需要400 V或更高的破乳电压。当切削油进入油基钻井液时，会消耗乳化剂和湿润器进行吸附。如果不及时补充，钻井液就会失去光泽，减少流动过程中的湍流。因此可以通过增加振动筛、乳化剂、润湿剂来调节乳化电压值，保证油基钻井液的乳化稳定性。

2.3 钻井液污染情况控制

当局部地表水进入含油钻井液或遇到地层水时，含油钻井液的相应性能将下降，如抗乳化电压值下降、流变性能下降、油水比下降。此时必须泵入二氧化碳以增加钻井液的密度。如果钻井液的粘度和动态剪切力因污染物的渗透而增加，可以用石灰和乳化剂将石灰在钻井液中的碱度控制在1.5-2.5mL之间，以防气体侵入，或采用脱硫剂进行脱除，使钻井液中石灰的碱度保持在2.5 mL以上，并适当增加钻井液密度[5]。

3 结束语

油基钻井液以水滴为分散相，油为连续相，本质上是一种耐高温、润滑性好、环境污染小、稳定性强的乳液。因此，钻井液技术已经成为解决高温深井、水平页岩井、高定向井等问题重要技术。近年来，国内外水平井开发力度加大，油基钻井应用并深化，取得了一系列重要成果，本文仅做简要分析，望相关工程组能在未来进一步深入研究。

参考文献：

[1]王中华.页岩气水平井钻井液技术的难点及选用原则[J].中外能源，2012，17（4）：43-45.

[2]何振奎，刘霞，韩志红，等.油基钻井液封堵技术在页岩水平井中的应用[J].钻采工艺，2013，36（2）：101-102.

[3]江怀友，李治平，钟太贤，等.世界低渗透油气田开发技术现状与展望[J].特种油气藏，2009，16（4）：15-17.

[4]李午辰.国外新型钻井液的研究应用[J].油田化学，2012， 29（3）：364-366.

[5]吴满祥，刘伟，牟杨琼杰，等.无土相油基钻井液的研究及应用[J].钻井液与完井液，2014，3l（6）：21-22.