浅谈无固相钻井液技术

浅谈无固相钻井液技术

摘要：无固相钻井液作为目前应用较多的钻井液体系，因其优越性能，在定向钻进技术以及特种钻进工艺中常用到。本文对无固相钻井液的特点、基本组分及作用机理、分类以及应用情况等方面进行全面介绍，为下一步无固相钻井液技术的开发应用提供一定的参考。

关键词：无固相钻井液技术应用

一、无固相钻井液特点

无固相钻井液即无粘土钻井液，在低固相钻井液的基础上形成的。该体系的原始组成不包含粘土，仅加入高分子聚合物和相应的化学处理剂，就制成了满足一定钻进性能要求的钻井液。与清水相比，它具有较好的携带和悬浮岩粉的能力，且能在孔壁上形成薄的吸附膜，具有一定的护壁防塌能力，有较好的润滑及减阻作用。与含有粘土的钻井液相比，则有密度较低、粘度可调、流动性较好的优点，因而能提高孔底钻头的碎岩效率。

无固相钻井液有如下的特点：①比起传统的粘土泥浆，粘度和流变性可调范围大，可适应不同地层的需要；②体系无固相，对机械和钻具的磨损小，在钻杆内不易结泥皮，有利于金刚石小口径钻进和绳索取芯技术的要求；③有较好的紊流减阻和润滑性能，可降低输送压力；④含有较大数量的有机高聚物，与不同的无机盐配合，可有效地抑制地层和岩屑的膨胀和分散；⑤体系不含固相，可最大限度地减少固相对储层的损害。

二、无固相钻井液组份及作用机理

无固相钻井液是由无机盐和高聚物组合而成的钻井液，具有流变和滤失特性的。其中无机盐起的作用是：与有机聚合物进行适度的交联，以提高溶液的粘度和降低溶液的失水量；调节溶液的矿化度，平衡地层的化学活度，抑制地层膨胀分散或破碎坍塌；调节溶液的pH的值。

有机高聚物起的作用是：增粘作用。高聚物溶液的特性粘度与高聚物分子量之间一般呈正比关系。高聚物的分子量愈大，则溶液的粘度愈高；降滤失作用。高聚物通过与无机盐的适度交联可降低溶液的滤失量。为降滤失常加入小分子的聚合物如CMC，HPAN等；絮凝作用。高聚物如聚丙烯酰胺，野生植物胶等对混进溶液的岩屑有较好的絮凝作用，使溶液在使用过程中能维持无固相或尽量低的固相含量；防塌作用。高聚物与盐一起，通过多点吸附架桥，化学活度平衡等在孔壁上成膜对孔壁起抑制防塌作用；润滑作用。高聚物都有一定的润滑及减阻作用，为提高溶液的润滑性，可辅助加入适量的表面活性剂。

无固相钻井液作用机理主要有以下5个方面：