石油助剂发展前景

石油助剂钻井液的发展前景

钻井液是石油开采的血液，是石油工程中必不可少的化学助剂，随着石油开采业在我国的迅速发展，钻井液也开启了他新的前进方向，常规钻井液按照基液属性可分为水基、油基和气基三大方向。由于钻井技术的不断完善，对钻井液相关参数要求也逐渐提高，在基液悬浊性强的同时造壁性、降滤失性、润滑性和抑制性也需要提高，并且控制固相含量，还要考虑到其循环回收的问题。环境保护一直都是石油开采的关键性问题，在保证开采利益最大化的前提下，首先要保证开采过程中钻井液对地层土壤及岩层的破环最小，其次是循环使用过程中排放污染最小，最后是废弃钻井液中有害物含量低，易分解物含量高。为了满足基液稳定性大、开采过程实用性能高、易回收、环境破环小等几大特点，新型聚合物钻井液出现了，他的出现标志着新型钻井液即将迈入崭新的一页。

关键字：钻井液、悬浊性、造壁性、降滤失性、润滑性、抑制性、聚合物钻井液

Abstract：Drilling fluid is just like the blood of petroleum engineering, It’s the most necessary chemical agent of petroleum engineering. As petroleum engineering in China growing faster and faster, drilling fluid also making us rethink everything and then find a new way to start it. Formal classify of drilling fluid, we have water based on ，oil based on and gas based on three directions. Cause the constant improvement of drilling technology，drilling fluid parameter requirements also gradually improve，

1、水基钻井液

水基钻井液是我们目前较为常用的一种钻井液，而且在实际应用中占据主导地位，也是发展历史最久的钻井液。它以其造价低，稳定性高，污染小等优势而倍受关注。

1.1水基基液及添加剂

水基钻井液是以水为连续介质的钻井液，从分散体系上来看有分散钻井液、钙处理钻井液、盐水钻井液、聚合物钻井液、正电胶钻井液和抗高温深井水基钻井液（鄢捷年．钻井液工艺学：石油大学出版社，2001）。作为水基基液是水，通过添加剂和泥浆的不断完善与调和，配制出与该地质环境相符合的开采助剂钻井液。常用泥浆采用钠膨润土等质地细密稳定性高的材料。

1.2实用性能

1.3废液回收

2、油基钻井液

2.1油基基液

2.2添加剂及实用性能

2.3废液回收

3、气基钻井液

气基钻井液（气基流体钻井）是使用空气和雾化液混合形成流体通过特殊机械对其进行强制发泡后变成高黏度、高流动性，和具备较好的稳定性。后在井下循环，进行钻井作业，其特点是保护储层、维持井壁稳定和高效防漏。该技术适用于低压低渗油气田、水敏性破坏严重的油气田以及开发后期的枯竭性油气田等等。同常规钻井技术比较气基流体钻井方式在配套工艺和设备上差别较大，所以该钻井液技术的具体实施难度较大，（气基流体钻井参数的计算刘伟、陶冶新疆石油管理局钻井工艺研究院）目前使用较少，比较成功的案例使用在伊朗TABNAK油田。

3.1气基流体钻井实用性能及参数

3.1.1气基流体钻井发展现状

气基基底一般使用泡沫基液，既是先加入气体对不同地质要求选取的化学试剂进行雾化，形成雾状的气体从而显示出与液体相近的切应力等性能进行作业。现场作业时使用设备如图3.1.1～3.1.3

雾化机（3.1.1）

空压机（3.1.2）

增压机（3.1.3）

气基流体钻井液一般使用在一些特殊环境下的油田，例如伊朗TABNAK油田，该地区岩石成分复杂，使用常规钻井液会出现页岩垮塌、井漏和卡钻等复杂情况，该地区成功的在1998年9月29日使用气基流体进行第一次钻井作业，作业过程中发生两次卡钻，通过两次侧钻最终于1999年11月7日完井。伊朗TABNAK油田地面设计图如图3.1.4

图3.2.1 地面设计图

3.1.2气基钻井的理论参数与实际应用

气基流体钻井液参数计算中对于求解理论模型一般应用牛顿迭代法，将泰勒级数展开后将非线性方程进行转化为线性方程后再进行计算。以伊朗TABNAK油田为例，该井是由长城钻井公司购置空气钻井设备在伊朗正式使用的第一口井，如表3.2.1是2开理论与实际参数进行对比。

表3.2.1

通过数据我们可以清楚的看到二开钻进时所需气量与实际值相差太大，钻入空气时会导致岩屑携带和下钻困难等，所以需要改为泡沫，通过表3.2.1同样可以得出泡沫钻井首先满足气量取值的要求，同时各项参数均保持在最大最小值之间，可控范围较大。可以继续进行下一环节。

（G.Robello Samul. Theoretical Analysis and Design Modification of PDM for Air Drilling, SPE60710 ）（气基流体钻井工艺技术研究）

综上可以看出气基钻井的数据还在不断完善中，仍然处在研发阶段，要加强对气基流体钻井模型的建立。由于该法实用于较为特殊的岩层，我们需要更精确的控制精度。同时注意开采过程中的数据采集，观察施工作业中的变化，保证钻井安全高效。

3.2废气处理

气基钻井液“废液”，一般采用地下燃爆等方式，由于其大部分由雾化后的气液混合物组成，“废液”进行燃烧后与液体钻井液比较来说残余固体量更少，而且燃爆率高。唯独不足之处在于地下燃爆属于高危项目，除数据准确性要求较高外，实际现场环境与突发事件处理问题也十分重要。

从废液处理这个角度来看，气基钻井液的后处理比较其他钻井液来说更环保，发展潜力更大，同时也符合环保理念的各项要求，所以在废液处理上同样可以借鉴气基的处理方法对废液进行类似处理。

4、新型聚合物钻井液

4.1基液优势