海洋深水钻井液技术探究

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1、海洋深水钻井液技术探究【摘要】我国的海洋钻井液研究起步比较晚，基本上沿用了陆地钻井的一套模式，海洋钻井要求钻井液满足常规性能的同时，还要求钻井液毒性小，生物降解性好、无生物积累以及排放后对环境无害等多方面要求。海洋深水钻井液的要求更高，除满足普通海洋钻井液要求外，还应具有良好的低温流变性、有效抑制水合物生成、满足大尺寸井眼携岩和维持海底浅层泥页岩井壁稳定等良好性能。本文在参阅大量海洋深水钻探方面的技术文献资料的基础上，重点就深水钻井所面对的主要问题以及国外深水钻井的钻井液技术发展状况进行综述，指出了钻井液技术存在的问题和发展趋势，对海洋深水钻井液进行了了归纳和总结。在此基础上,对钻

2、井液防塌剂和降滤失剂进行了优选，研制了性能良好的多元醇/NaCl钻井液。【关键词】深水钻井深水钻井液多元醇性能评价1国内外海洋深水钻井现状目前世界海洋油气工业界定义的深水通常是指500m〜1500m的水深，超深水指大于1500m的水深。20世纪80年代以来，国外主要开展了很多关于深水油气开发的重大研究，比如欧洲的海神计划，美国的DEEPSTAR计划等等以及巴西正在实施的PR0CAP3000计划等，目前已经实现了3000m深水钻井技术的突破，同时还携带了一系列的深水油气勘探以及工业的开采，从而石油业界已经把目光瞄准3000m海底的油气藏。2深水钻井所面对的主要问题2.1海底页岩的稳定

3、性在深水钻井区域中，因为含水量、沉积的速度以及压实的方式不一样，导致深水演示的活性非常大。如果深水携带的沉积物质距离海岸越远，这些沉积物质就会因为缺乏压实的作用导致胶结性相对较差。在一些深水的区域中，经常会出现分散性和膨胀性比较高，这样就会导致大量的细颗粒分散在钻井液当中。目前，关于深水底岩石的稳定性问题，主要可以采用适量的岩石稳定剂，在深水钻井的过程中，主要采用的岩石稳定剂是加入了一定量的无机盐来达到平衡活度的效果，从而增强深水底岩石的稳定性。另外，还可以采用合成基钻井液来增强岩石的稳定性能。2.2钻井液的用量海洋深水钻井过程中使用钻井液的用量比其它同样深度的钻井相对较多。在海洋

4、深水钻井的过程中，因为水深的增加，需要使用钻井隔水管。另外，在深水钻井过程中只有有效使用固控的设备，将钻井液中的钻屑含量控制在一定的范围内，才能有效的节省钻井液的使用费用。经过最近几年在深水钻井工作经验表明，在海洋深水钻井时需要配备大量的除砂器以及除泥器等固控设备。此外，在非加重的钻井液工作体系中，可以有效的清除固相。3对深水钻井液技术的研究2.1高盐/HPAM(部分水解聚丙烯酰胺)聚合物钻井液该钻井液体系具有非常好的剪切稀释的性能，该剪切稀释的性能可以提高机械钻井的速度。虽然该钻井液体系可以满足环境保护的要求，但是因为钻井液中含有高浓度的盐类，没有办法获取较低密度的盐类。其中使用

5、高盐/HPAM聚合物钻井液体系主要由以下优点：(1)生物毒性低；(2)相对较快的生物降解；(3)能够有效抑制气体水合物的生成。但是在使用水基钻井液工作体系的时候，必须定期进行短程的起下钻，这样不仅可以提高井眼的清洁度，还可以维护钻井液的性能。但是，在一定程度上减慢了钻井的速度，增加了钻井的时间，从而加大了钻井的成本。3.2合成基钻井液目前，在我国墨西哥海洋深水区域已经成功应用了合成基钻井液。在海洋深水钻井过程中，首先使用的是盐水/淀粉/浊点聚合醇水基德钻井液，但是在钻井环境条件比较恶劣的情况下，经常会发生压差卡钻的事件。所以将该钻井液的体系换成了合成基钻井液体系之后，顺利的完成了深

6、水钻井作业。因此，合成基钻井液体系的塑性粘度、压缩性以及热膨胀比其它的钻井液体系比较低。虽然合成基钻井液的循环密度比较低，但是相对于其它的钻具提放的阻力要远远大于扭矩高。关于柴油基水包油钻井液体系，因为该钻井液体系比合成基或矿物油的钻井液体系更容易压缩，因此不适合应用在海洋深水钻井作业中。但是矿物油钻井体系，如果能够确保钻井液零处理或者零排放，就可以使每桶钻井液的费用低于合成基钻井液体系的费用。合成基钻井液体系具有一定的流变性能，该流变性能可以很好的满足钻井的隔水管以及井眼的温度差距。在深水钻井作业甚至是小井眼钻井作业中，合成基钻井液体系都可以达到很好的应用效果。合成基钻井液体系具

7、有的流变性能可以根据钻井条件的不同而发生很大的变化，因此该钻井液体系可以精确地预测深水组阿宁的当量循环密度以及水力的情况，这对海洋深水钻井作业的顺利完成具有重要的意义。3.3稀硅酸盐钻井液硅酸盐钻井液最早是由Garrison,Baker和Viett在19世纪30年代提出的，其主要目的是为了能够有效维持钻井井壁的稳定性能。因为髙浓度的可溶性硅酸盐（20%〜50%）钻井液体系在遇到流变性时就会很难控制钻井作业的问题。因此在40年代中期时代被石灰钻井液所替代。二十世纪60年