李剛

摘 要：目前我國在海洋鉆井液技術(shù)的應(yīng)用與研究領(lǐng)域已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但在實(shí)際應(yīng)用過程中仍然面臨著諸多問題。因此，在實(shí)際的鉆井過程中，就需要根據(jù)實(shí)際情況，來合理選擇適當(dāng)?shù)你@井液，已達(dá)到解決問題的同時(shí)，不破壞海洋的環(huán)境或?qū)Ｑ笊镌斐善茐摹Ａ硗?，還要加大對(duì)其研究的力度，爭(zhēng)取研制出更加適合未來發(fā)展的鉆井液技術(shù)。

關(guān)鍵詞：海洋鉆井；鉆井液；技術(shù)

1 海洋鉆井液技術(shù)應(yīng)用過程中所要注意的問題

1.1 海底頁巖的相對(duì)穩(wěn)定性

技術(shù)研發(fā)都面臨比較多的問題，對(duì)于深水鉆的技術(shù)研究方面，主要涉及到含水量，沉積的速度還有壓實(shí)的方式等各種因素不能同時(shí)作用，因此深水演示的變化多，特別是在實(shí)際工作中，這些變化的情況會(huì)導(dǎo)致深水巖石變化更多，若深水變化帶來的沉積物距離海岸線遠(yuǎn)，會(huì)導(dǎo)致沉積物黏性降低，故海洋鉆井區(qū)內(nèi)，常常會(huì)發(fā)現(xiàn)分散性、膨脹性，導(dǎo)致海水中的顆粒雜質(zhì)摻雜進(jìn)鉆井液中，從而影響其效果。為了巖石的穩(wěn)定性，大多數(shù)會(huì)選擇用適當(dāng)?shù)膸r石穩(wěn)定劑，再加入配比的無機(jī)鹽，從而達(dá)成穩(wěn)定效果。還可以用合成基鉆井液加固巖石的穩(wěn)定性。

1.2 鉆井液技術(shù)的使用情況

鉆井工作的時(shí)候，減少鉆井液的用量是一項(xiàng)基本工作，面對(duì)海洋生態(tài)的多種變化，更要對(duì)鉆井液的使用進(jìn)行調(diào)試。一般情況下，鉆井液用量要多于相同深度的鉆井量，這樣能夠預(yù)防污染。為了節(jié)約鉆井液，還可以在實(shí)施的時(shí)候調(diào)控好設(shè)備。通過多項(xiàng)研究表明，海洋鉆井常用的設(shè)備主要是除砂器以及除泥器等，多為固控工具。在相對(duì)復(fù)雜的鉆井液工作環(huán)境中，逐漸減少工作系統(tǒng)的固相，從而徹底清除。

1.3 對(duì)鉆水井眼的清洗和應(yīng)用

鉆井液工作時(shí)，要讓鉆井液去清洗鉆井眼，從而達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的要求。若鉆井液實(shí)際的上返流速不能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，這樣就要用常規(guī)方式清洗鉆井眼。一旦滿足了上返流速，就用鉆井液粘度操作，這樣能夠去掉鉆井中產(chǎn)生的鉆屑。

2 對(duì)深水鉆井液技術(shù)的研究

2.1 高鹽部分水解聚丙烯酚胺聚合物鉆井液

鉆井液體系具有非常好的剪切稀釋的性能，該剪切稀釋的性能可以提高機(jī)械鉆井的速度。雖然該鉆井液體系可以滿足環(huán)境保護(hù)的要求，但是因?yàn)殂@井液中含有高濃度的鹽類，沒有辦法獲取較低密度的鹽類。其中使用高鹽沮聚合物鉆井液體系主要由以下優(yōu)點(diǎn)：

第一，生物毒性低。

其次，相對(duì)較快的生物降解。

第三，能夠有效抑制氣體水合物的生成。

是在使用水基鉆井液工作體系的時(shí)候，必須定期進(jìn)行短程的起下鉆，這樣不僅可以提高井眼的清潔度，還可以維護(hù)鉆井液的性能。但是，在一定程度上減慢了鉆井的速度，增加了鉆井的時(shí)間，從而加大了鉆井的成本。

2.2 有機(jī)鹽鉆井液

有機(jī)鹽鉆井液也是近年發(fā)展起來的一種新型無固相水基鉆井液體系。鉆井液用有機(jī)鹽主要為甲酸鹽（甲酸鈉、甲酸鉀和甲酸銫）。有機(jī)鹽鉆井液具有防塌性能好、保護(hù)油氣層、腐蝕性低、環(huán)保及可回收再利用的特點(diǎn)。甲酸鹽鉆井液比常規(guī)的鹽水體系更易于為環(huán)境所接受，許多性能都優(yōu)于其前身鹵化物，而沒有副作用。對(duì)水域生物的試驗(yàn)證明，甲酸鈉和甲酸鉀都可以歸入無毒性，甲酸銫可歸于實(shí)際無毒性。所有甲酸鹽引入水稀釋后，都能很快降解，在水中只能短期存在，生物降解試驗(yàn)表明，所有甲酸鹽28d內(nèi)生物降解率大于70%，都可以歸入“易生物降解”類物質(zhì)。相對(duì)于無機(jī)鹽而言，甲酸鹽價(jià)格較高，但甲酸鹽鉆井液可通過回收再利用。目前，甲酸鹽鉆井液體系作為鉆井液和完井液正得到全世界石油工業(yè)的認(rèn)可和重視，在歐洲和美國已得到廣泛應(yīng)用，均取得很好的效果；在國內(nèi)，甲酸鹽鉆井液先后在勝利油田海洋鉆井公司和渤海油田鉆井公司等多家海上油田進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，使用效果明顯。

2.3 甲基葡萄糖甙鉆井液

甲基葡萄糖甙鉆井液是20世紀(jì)90年代提出的一種新型水基鉆井液體系，由于在防塌機(jī)理及常規(guī)鉆井液性能方面類似于油基鉆井液，又稱仿油基鉆井液體系。大量的室內(nèi)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明，甲基葡萄糖甙鉆井液能有效抑制泥頁巖水化膨脹，維持井眼穩(wěn)定，保護(hù)油氣層，同時(shí)還具有良好的潤(rùn)滑性能、抗污染能力和高溫穩(wěn)定性，并且無毒，易生物降解，對(duì)環(huán)境影響極小。甲基葡萄糖甙既可以由葡萄糖直接合成，也可由淀粉經(jīng)高溫降解為葡萄糖后在催化劑的作用下制得。一般由淀粉制備而成，其設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，原料來源廣，成本低。甲基葡萄糖甙可以吸附在地層泥頁巖表面，形成一層半透膜，因而可通過調(diào)節(jié)甲基葡萄糖甙鉆井液的水活度來控制鉆井液與地層水的運(yùn)移，甚至使頁巖中的水進(jìn)入鉆井液，有效抑制地層泥頁巖的水化膨脹，維持井眼穩(wěn)定。為使鉆井液具有理想的頁巖抑制性及形成有效的半透膜，甲基葡萄糖甙的用量至少在35%以上，理想用量為45%～ 60%。在環(huán)保要求嚴(yán)格的海洋鉆井中，國外已成功在大斜度井和水平井中使用甲基葡萄糖甙鉆井液體系。國內(nèi)在遼河、勝利和新疆等油田已進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用。

2.4 合成基鉆井液

合成基鉆井液是以人工合成或改性有機(jī)物，即合成基液為連續(xù)相，鹽水為分散相，再加上乳化劑、有機(jī)土、石灰等組成的油包水乳化鉆井液，根據(jù)性能需要加配降濾失劑、流變性調(diào)節(jié)劑和重晶石等。

合成基鉆井液無毒，可生物降解，對(duì)環(huán)境無污染，鉆井污水、鉆屑和廢棄鉆井液可直接向海洋排放。此外，合成基鉆井液還具有潤(rùn)滑性能良好，有利于油層保護(hù)和穩(wěn)定井壁，不含熒光類物質(zhì)，不影響測(cè)井和試井資料等優(yōu)點(diǎn)。盡管合成基鉆井液配制成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水基鉆井液和油基鉆井液，但減少了處理油基鉆井液廢液的費(fèi)用和使用水基鉆井液時(shí)鉆機(jī)占用時(shí)間及復(fù)雜情況，因此，在大多數(shù)井中，使用合成基鉆井液的鉆井總成本要低于油基鉆井液和水基鉆井液。有關(guān)合成基鉆井液的環(huán)境污染問題，目前仍存在爭(zhēng)議，焦點(diǎn)主要在于合成基鉆井液在海底條件下的生物降解問題。因此，合成基鉆井液的環(huán)境影響問題仍需進(jìn)一步研究。

3 海洋鉆井液技術(shù)的問題及發(fā)展趨勢(shì)

雖然鉆井液技術(shù)已取得了較為卓越的發(fā)展，且獲得了較為廣泛的應(yīng)用，但在使用量與節(jié)約費(fèi)用、鉆井液穩(wěn)定性能等方面還存在著些許問題，如為獲得海洋石油資源，又要保護(hù)海洋環(huán)境，就需要大量時(shí)用鉆井液，然而卻引致鉆井液的成本非常高。因此，在未來海洋鉆井液技術(shù)的研究方向上，應(yīng)著重朝著以下幾個(gè)方面發(fā)展。一是運(yùn)用先進(jìn)的化學(xué)、生物等科學(xué)技術(shù)進(jìn)行效率高、純度高的環(huán)保型鉆井液處理劑的開發(fā)與研制；二是綜合考慮鉆井與環(huán)境因素，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)鉆井成本與環(huán)境成本的綜合效益。

4 結(jié)束語

由上述分析不難看出，海洋鉆井液技術(shù)發(fā)展具有一個(gè)良好的應(yīng)用平臺(tái)，也得到了充分發(fā)展，研究領(lǐng)域也在不斷取得更大的進(jìn)步。不過在實(shí)際應(yīng)用的過程中，卻依然存在很多的問題與不足。每一種鉆井液都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，也避免不了存在很多缺點(diǎn)與不足，在實(shí)際應(yīng)用中要注意有針對(duì)性的選擇使用。因此在鉆井工作的時(shí)候，一定要選擇適合的鉆井液，提高利用率，增加研究鉆井液的范圍，從而促進(jìn)海洋鉆井液技術(shù)的不斷發(fā)展壯大。讓我國的鉆井液技術(shù)能夠更快的走在世界的前列，讓資源得到更廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉曉棟，朱紅衛(wèi)，高永會(huì).海洋超高溫高壓井鉆井液設(shè)計(jì)與測(cè)試方法及國外鉆井液新技術(shù)[J].石油鉆采工藝，2014（05）：47-52.

[2]張利威，豆剛鋒，雷志永.探討海洋鉆井液技術(shù)研究和應(yīng)用現(xiàn)狀以及未來發(fā)展方向[J].化工管理，2014（33）：89.

[3]郭曉軒.海洋深水油基鉆井液的研究[D].東北石油大學(xué)，2015.

[4]胡友林，張巖，吳彬，向興金.海洋深水鉆井鉆井液研究進(jìn)展[J].鉆井液與完井液，2004（06）：52-54+85.

[5]徐良偉，馬超，陳書明，雷宇.海洋廢棄鉆井液處理技術(shù)研究[J].海洋石油，2011（04）：84-86+92.