浅谈钻井液现场配制和维护处理

摘要：

随着世界能源需求的增加，平均钻井深度逐年增加，深井、超深井钻探成为石油工业发展的一个重要方面。本文针对钻井液现场的配制和维护处理进行分析。希望本文的研究能为钻井液现场施工的发展带来新的启示。

关键词：钻井液；现场配置；维护处理

一、高温高压水基钻井液研究现状

钻井深度越深，井下温度、压力越来越高，地质情况愈加复杂，遇到的技术困难就越多。而高温高压盐膏层钻井的技术难度就更大，因此高温高压盐膏层钻井液的性能稳定与否直接关系到钻井的成败。

对于深井来说，钻进井段长且有大段裸眼，同时还要钻穿许多复杂地层，因此作业条件较一般井苛刻得多，钻井液处于井底高温和高压条件下，钻井液中的各种组分都发生了显著变化，使钻井液的性能明显恶化，严重时将导致钻井作业无法正常进行。伴随较高的地层压力，钻井液必须具有较高的密度，这势必造成钻井液的高固相，造成压差卡钻及井漏、井喷等井下复杂情况频繁发生，使得保持钻井液良好的流变性和较低的滤失量变的非常困难。

要克服钻井液在高温、高压条件下流变性恶化这一现象，一般应采取以下措施：(1)研制抗高温钻井液处理剂，提高钻井液体系的抗温、抗污染能力，有效抑制高温对粘土的各种作用并把它们的影响降到最低限度，以求使钻井液在整个温度循环过程中具备恒定的流变性能；(2)在高温下能否保持钻井液具有良好的流变性和携带、悬浮岩屑的能力非常重要，针对井下温度和压力严格控制钻井液体系中低密度固相粘土的含量及其分散特性，可以保证钻井液性能的稳定；(3)增强钻井液体系的抑制性，提高高密度钻井液中固相颗粒的分散度。(4)具有良好的性，当固相含量较高时，防止卡钻尤为重要。此时可通过加入抗高温的剂，以及混油等措施来降低摩阻。

二、准备工作

1、固井侯凝期间，回收循环罐内钻井液，全面清洗循环罐、循环槽等地面循环系统。

2、检查配浆用混合漏斗及加重配套设施，确保完好，做好配浆准备。循环罐搅拌器必须保证全负荷连续运转。

三、钻井液配制程序及顶替井内钻井液

1、计算相关数据

根据钻井工程参数和地面设备情况，计算所需配制钻井液总量(地面循环量+井下容积)。如所需钻井液总量超过地面钻井液循环罐总容积，应分两次配制钻井液。首先利用所有循环罐配制钻井液，下钻顶替；顶替作业完成后，再续制钻井液。

2、钻井液配制程序

a．配制250m3密度2．0钻井液材料及加量顺序：

b．循环罐上清水165m3，加入1．0t Na2C03溶解后，从加重漏斗加入8．2t抗盐粘土，充分搅拌，预水化l0h以上；

C．从加重漏斗6．6吨降滤失剂，循环均匀，搅拌至完全溶解，该降滤失剂分子量较大，溶解慢。

d．待降滤失剂溶解完全后，加入116t有机钠盐和66t有机钾盐，搅拌至完全溶解；

e．然后加入3．3t低荧光白沥青和2．5t聚合醇，搅拌，开泥浆枪循环2h以上，甲酸盐钻井液基浆配制完成。准备加重，加重前，测量钻井液性能，根据粘度进行调整，如粘度低，不足以悬浮重晶石，可加入XC提高粘度；若粘度高，钻进时再调整：

f．加重晶石1 50t，铁矿粉60t，循环均匀，准备顶替井内钻井液。

h．顶替井内老浆时，使用2 m3清水做前置液，防止污染有机酸盐钻井液。

i．顶替完，续配钻井液，循环均匀，准备钻进。

四、维护处理

a．根据钻井速度和钻井液体系性能，按配浆比例补充各类处理剂，XC、降滤失剂、聚合醇以胶液形式补充，从漏斗加入低荧光白沥青。钻遇膏岩层，加入Na。C0。和NaOH，降低钻井液中的钙含量，钻井液pH保持在9以上。

b．补充处理剂胶液时，按配方量补充甲酸盐，保持体系性能稳定。

C．钻井过程中应根据地质预报及地层实钻情况，合理调整钻井液密度，防止井漏和盐膏层蠕变缩径等现象的发生。

d．降低钻井液粘度使用5～IO％NPAN胶液或甲酸盐溶液，维持钻井液粘度在60～90s。

e．钻进过程中可根据需要加入2％左右剂，降低摩阻，预防卡钻。

f．加强固控设备的使用，使用80～i00目振动筛筛布，控制钻井液的固相含量。

g．钻井工程应制订详细的工程措施，严格执行。

h．钻完进尺后，充分循环钻井液，保持井眼清洁；为电测和下套管固井作好准备。

i．每8h进行一次钻井液全套性能检测和水分析化验，特殊情况加密检测，做到了准确、及时、科学地处理。

五、井下复杂情况预防

1、防塌

a．及时补充有机酸盐，保证钻井液中甲酸盐含量达到设计要求，有效控制盐的溶解，防止因盐溶解造成的坍塌。

b．使用低荧光白沥青、聚合醇改善泥饼质量，巩固井壁。

C．合理调整钻井液密度。

2、防卡

a．钻进过程中注意短起下，观察地层的塑性蠕变情况，及时调整钻井液密度，防止缩径卡钻。

b．使用液体剂，降低钻井液摩阻系数。

C．用好固控设备，降低固相含量和含砂量。

d．现场预备i-2吨可加重的高效解卡剂。

3、防漏

使用高密度钻井液，井下有可能会发生漏失。如井漏，先采用随钻堵漏钻穿砂岩。若漏失量大，必须起钻配桥堵泥浆堵漏，桥堵剂浓度为8―20％，加量分别为：2―4％单封+3-8％复合堵漏N+3-5％弹性堵漏剂。高密度钻井液条件下堵漏采取以下工艺措施：

a．首先采用静止堵漏，停泵起钻至套管鞋等安全位置，静止观察并及时灌浆，漏失停止开泵循环观察漏失情况。

b．采用上述方法不奏效，下钻至井底漏失层，打入桥堵泥浆，起钻至套管，关井蹩压3～5MPa，泵压在30min～lh内不降，说明桥堵有效，可恢复钻进。

C．必要时，可采取随钻堵漏方式。

六、钻井液管理要求

a．配备高效高质量的固控设备：

振动筛2-3台(i00目)使用率100％

除砂器1台视情况使用

清洁器1台视情况使用

离心机1台视情况使用

b．钻进中要保证各钻井液循环罐中的搅拌器连续运转。

C．钻井液材料按近期消耗计划送井，堆放整齐，做好防雨、防风、防晒、防人为破坏等现场管理工作。

d．钻进或循环时，要有专人观察钻井液池液面升降情况，起下钻时要有专人负责观察井1：1钻井液灌入和返出情况，便于及时发现、分析和及时处理井下情况。

e．各次开钻后每小时测量一次钻井液密度和粘度，每8h测一次全套性能，遇复杂情况加密测量，并认真填入班报表。

f．认真填写全井钻井液各项资料。

七、小结

本文根据钻井液的要求，提出了在现场应用时钻井液的配制程序及维护处理方等注意事项。根据所选井位地层情况和井身结构，按照室内研究确定的钻井液体系配方，在室内进行针对性实验，确定现场具体钻井液配方和方案。