快速钻进钻井液技术新进展

李小刚（克拉玛依友联实业有限责任公司，新疆克拉玛依834000）

快速钻进钻井液技术新进展

李小刚（克拉玛依友联实业有限责任公司，新疆克拉玛依834000）

钻井事业的快速发展，对钻井技术也有了更高的要求，其中怎样提高钻井效率成为了一大议题，对快速钻进钻井液技术的研究也达到了一个新高度。本文对近年来快速钻进钻井液技术的发展历程进行研究，并且分析了ROP增速剂的作用，了解快速钻进钻井液技术的特性。通过对以上内容进行分析总结，对快速钻进钻井液技术的发展提出自己的见解。

钻井液；快速钻进技术；钻头

快速钻进钻井液技术的提高可以有效提高钻井效率，并且节约投入成本，钻井液需要具备流变性、润滑性、较低的固相含量及合理的分散性等特性。ROP增速剂对水基钻井液有很大改善作用，并且增强润滑性，确保钻头与BHA等金属器具不与水性泥沙进行直接接触。本文通过对快速进钻井液技术的发展现状进行探讨与研究，总结钻进钻井液技术的机理，并且对研制新型快速钻进钻井液技术提出自己的见解。通过提高快速钻进钻井液技术，来推进钻井事业的发展。

1 快速钻进钻井液技术的发展现状

国外从很早就开始注重快速钻井液的技术研究，并且得到了不错的进展。Hasley带领下的一批人研发了一种可以代替柴油基站钻井液的添加了特殊处理剂的水基钻井液，并且在南得克萨斯Wilcox地层的井得到应用。水基钻井液不仅提高了效率还节约了成本，使用了该钻井液的井，从提高钻速方面到节约成本方面都比原有的柴油基站钻井液更好。

Growcock的团队利用全尺寸钻井装置通过对几类有机化合物对水基钻井液ROP增速剂的效果进行比对。比对试验结果表明将体积比为2%～4%的石蜡或不溶性的聚甘油化合物加入水基钻井液中能使钻速提高5%～20%；试验得出石蜡能够对钻头和BHA等金属器材水化物质进行隔离，通过减少金属上水化泥沙来达到提高钻速的效果，然而聚甘油化合物是通过降低泥沙水化的几率来提高钻速。

Aaron等人研制了一种针对墨西哥湾大陆架粘性地层的水基钻井液。该钻井液是利用聚胺泥页岩抑制剂、聚合型包膜及抗增粘添加剂，对泥页岩起到抑制作用。对于粘性地层，使用该水基钻井液要强于使用合成基钻井液，有效提高了钻井效率。使用这种水基钻井液，在钻井液不充足的情况下，可以使用海水直接配制，并且避免了钻屑处理的工程，可以有效提高效率和降低钻井成本。

国内对于该项技术认识与研究刚刚起步，2004年中国石油钻井工程重点实验室进行了研究，取得了初步成果，并在胜利油田进行了试验：在相同钻具结构、水力参数条件下与邻井同井段相比，机械钻速大幅度提高，砂岩段提高26%，泥岩段提高18%。

2 快速钻进钻井液技术的机理

快速钻进钻井液技术的发展，除了需要具备一般钻井液的基本功能外，还需要避免程序复杂，并且在提高钻进效率的同时，确保施工安全。钻进液的流变性、润滑性、固相含量及分散性等因素可以直接影响钻进的速度。

2.1 钻井液的流变性

钻井液的流变性是指钻头喷嘴处的流动性阻力对钻速的影响。钻井液具有稀释和阻隔作用，在钻头喷嘴处的流速越高流动性阻力越小，通过减少阻力，使流液可以更好的渗透到井底岩层的裂缝中，这样有利于减少岩屑处理这一个程序，从而提高钻进效率。

2.2 钻井液的润滑性

润滑性能良好的钻井液具有的优点有：①减小钻具的扭矩、磨损和疲劳，延长钻头的寿命；②减小钻柱的磨擦阻力，缩短起下钻时间；③能用较小的动力来转动钻具；④能防粘卡，防止钻头泥包。

2.3 钻井液中固相含量及其分散性

钻井液中固相含量越接近零钻速就越快，当钻井液的固态含量为零时钻速将达到最快速度，因此，固相含量是影响钻速的一大因素；钻井液中亚微米颗粒的含量也对钻速有一定影响，小于1微米的亚微米颗粒含量越多，钻速将越慢。

快速钻进钻井液应该具有好的流变性、润滑性、较低的固相含量及合理的分散性等特点。水基钻井液通过添加ROP增速剂来改善钻井液中原有的各个特性，并且增加润滑性。ROP增速剂可以在钻头和BHA等金属器具的表面形成一层抗水性的隔离层，防止钻头和BHA金属器具上发生泥包现象，以此提高钻进的速度。

快速钻进钻井液技术具体的机理是：①ROP增速剂渗入并润滑钻屑薄鳞片间剪切面，减弱薄鳞片间的键结，限制钻屑尺寸，以利于从钻屑槽脱落下来；②阻止钻屑相互聚结；③阻止粘土粘附于钻头和BHA面；④通过对粘土膨胀及孔隙压力传递的控制来保持井壁稳定性。

3 新型快速钻进钻井液的设计

水基钻井液中添加ROP增速剂能有效减轻或防止泥包现象，但较油基或合成基钻井液对钻头的匹配更敏感。因此，研发新型快速钻进钻井液，应考虑与钻头的匹配问题，并着眼于上述影响提高钻速的作用机理，研制出ROP增速剂及钻井液配套处理剂；考虑钻井液体系的配伍性，采用钻井模拟试验装置及现场应用全面测试、评价钻井液的性能。

4 结语

能够影响钻进速度的因素有很多，通过对快速钻进钻井液的技术进行研究来提高钻进的效率是现在钻井事业的发展趋势。对于钻井液的研究需要针对具体的地域情况，不同地区的土质不同岩层也不同，所以在研究快速钻进钻井液之前，需要对对应的地质进行考察，并且对比效果。快速钻进钻井液技术的发展，可以有效促进钻井事业的发展。

[1]许万文.浅谈国内外钻井液技术新进展[J].石化技术, 2016,23(4).

[2]王建光.国内外钻井液技术进展及对钻井液的有关认识[J].工业,2015(21).

李小刚(1984-)，男，新疆克拉玛依人，助理工程师，主要从事现场钻井液技术服务及钻井液技术管理工作。