超深井钻井液污染情况分析与对策

郑文武 曾虹钢

摘 要：本文研究的是超深井井液的污染情况的分析以及对策，在本文研究的过程中，我们发现对井液的污染情况会出现由于不同原因出现的污染问题，本文就是根据这些问题出现的原因提出基本的解决方法，希望在钻井业中能够提供帮助。

关键词：深井、井液污染、技术现状、问题分析

中图分类号：TE254 文献标识码：A

一、深井钻井技术完善的现状

世界的第一个深井就是美国在一八三八年钻出来的，第一口深井井深为4573m，第一口超深井以及特深井都是由美国钻成的，时间间隔大约为10年之久。美国的深井钻井以及超深井钻井技术都很强，其钻井速度快、成本少、发生的井下事故少、效益高。其成本平均比世界其他的地方的成本低出百分之四十到百分之五十之间。

二十世纪九十年代到现在，我国的各个石油公司、科学研究单位针对川东地区以及塔里木盆地的深井油气进行了全面的勘测以及复杂的超深井钻井技术的研究问题的攻克，到现在为止，我国钻成的深井达到大约两千多个，其中也有超过7000m的超深井，例如一九七八年钻成的7175m深的关基井、一九七九年钻成的7002m深的固2井、二零零三年钻成的7220m深跌的中4井，二零零五年进行钻井工作的深8000m的塔深1井。

当前来讲，我国的油气开发的范围更加广泛，油气的发展方向就向着由浅层发展到深层，由普通的简单的发展到地形复杂，根据现在自然界油气的含量更加少的现象，深井将会变成以后的油气开发的重点。在深层的勘探过程中，由于地层的压力变得大、储藏的位置较低、岩性复杂多变以及探井的过程中的成本高、效果低。

在这些年间，我国的深井钻井液技术方面的研究有很大的发展，深井钻井技术也变得越来越成熟，对于现在的深井挖掘能够提供技术要求。但是，我们也很清楚，超深井钻井液工作就目前来讲还是有很多的问题。

二、污染情况分析

2.1 HCO3-离子和CO3-的污染问题

在许多的深井中，会存有CO2，CO2进入到钻井液中，会产生HCO3-以及CO3-。被HCO3--以及CO3-污染的钻井会造成钻井液变成棕灰色以及暗灰色，到特别严重的时候会变成淡黑色的胶装的物体，并且在之间还有大量的泡沫产生。在HCO3-多的时候就会造成钻井液的流动性差，并且会有严重的起皮的现象。钻井液的的滤失量不容易去控制，滤失量的波动很大，一些降滤失的液剂可以将钻井液的滤失量降为5ml之中，但是会产生泥饼，泥饼又厚又虚，也不利于钻井井业工作的进行。

2.2泥浆性能的问题

泥浆的性能分为以下的几种，泥浆的流变特性、泥浆的滤失性能、泥浆的比重和固相含量、润滑性、以及泥浆 的含砂量、胶体率和pH 值等等。在超深井钻井过程中，泥浆的性能正常之后，还有性能不稳定以及维持时间短的现象，因为井下的离子很多，会发生化学变化，造成性能不稳定现象。

目前国外的泥浆加固剂已经有14大类数百种产品，这些新兴的聚合外加剂在加固泥浆的过程中起到了重要的作用，国内的泥浆加固剂也有10大类，但是抗高温能力较差，稳定性以及抗盐性能也较差。

2.3钻井液技术

在二十世纪六十年代，可以研发出许多种抵抗高温的处理剂，二十世纪八十年代左右，研发出了多钟的抵抗200℃高温的处理液，例如解絮凝剂CPD可以抗盐、抗260℃的高温以及抵抗钙。

近几年间，国内外关于深井处理液的研究一直在持续的进行中，研制出了许多，例如多元醇、甲酸盐、合成基、聚合醇等多种放塌的钻井剂。我国在深井超高温的研究中，与国外还是存在着较大的差距，许多处理液的功效不如国外的处理剂，所以在我国的深井钻井过程中，还是要依靠国外研制成功的处理剂。

三、提出问题的对策

3.1 HCO3-离子的污染问题对策

一般情况上来讲，深井钻井中的HCO3-污染的处理方法就是用一定的Ca2+，我们都知道CaO、CaCl2等处理剂都可以提供Ca2+离子，其中CaCl2对HCO3-污染钻井液的影响更加的大，所以可以使用石灰来除掉滤液中的污染物。但是由于钙离子加入到污染物一定程度后，并没有办法继续加入，加入到一定的程度上面，钙离子对污染物的处理效果就变低，所以要根据科学的数据进行分析。

3.2泥浆性能不稳定问题对策

泥浆的性能会由于化学反应以及湿度温度的影响发生微小的变化，在设计钻井工作之前，要做好全面的准备，对当地的温度湿度等客观的因素进行测量，基本解决掉泥浆性能不稳定的现象。分析钻井液对水泥固化时间的影响，以及在深井中使用的其他的处理剂对水泥浆的影响，我们提出将深井中经常使用的聚磺以及钾聚磺这两种中高温钻井液体系与深井常用的高温水泥浆体系进行体系间混合流体相容性试验的方法，以此筛选出来合适的可以促进泥浆固化的处理剂。建议各个地区根据自己的自身条件，土地质量来进行对处理剂的选择工作。

3.3向集成化、智能化、信息化方向转变

深井钻井工作是在环境条件复杂的深井中开展的，我们应该在开发更加先进的工具方面努力，开发出更具有深钻性能的钻探工具，更加具有自动化，更加符合HSE要求的实地探测工具、井下工具，将这些井下使用的工具向集成化、智能化、信息化发展。

结语

在今后的较长一段时间里，我国的南方海相地区、西部地区的深井勘探开发会进一步的加强，复杂地质条件下深井超深井的钻井技术仍然是我国世纪实施油气资源战略提高勘探开发效益的重要技术支持手段。深井钻井技术研究与应用的重点问题在于对核心技术的研发与配套的研发以及对基础理论研究的高度重视加强人才培养重视人机结合充分利用现代信息技术和我国深井钻井专家知识经验建立深井钻井的科学化评价体系以及决策体系加快深井钻井技术管理的科学化进程。

参考文献

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