吳孔喜

（中海油田服務(wù)有限公司油田化學(xué)事業(yè)部深圳分公司，廣東深圳 518000）

海洋地貌較為復(fù)雜，地層也比較獨(dú)特，這也在一定程度上加大了油氣資源開(kāi)采的難度，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，我國(guó)海上油田項(xiàng)目開(kāi)采水平也得到進(jìn)一步提升，這離不開(kāi)對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)地層鉆井液技術(shù)的合理應(yīng)用，這項(xiàng)技術(shù)不僅促進(jìn)了我國(guó)海上油田事業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也為今后我國(guó)海上石油的復(fù)雜鉆井液技術(shù)提升提供重要支持。但就目前應(yīng)用現(xiàn)狀來(lái)看，還存在一些不足之處，需要結(jié)合海上油田復(fù)雜地層的鉆井液技術(shù)現(xiàn)狀展開(kāi)合理的分析，以帶動(dòng)我國(guó)海洋鉆井開(kāi)采工藝長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展，要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)還需要科研人員不懈努力，加大研究力度，沖破阻礙，迎難而上。

1 海上油田復(fù)雜地層的特點(diǎn)

1.1 厚石砂礫層所呈現(xiàn)的特點(diǎn)

據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，厚石砂礫層的厚度通常在1 000m左右，其構(gòu)成較為復(fù)雜，主要由砂礫石、黃棕黏土、灰棕黏土等組成，其底層主要是由砂礫石構(gòu)成的，頂部與底部巖石沒(méi)有過(guò)渡層，夾層部位還存在一些裂痕，這也是海上鉆井平臺(tái)遲遲難以尋覓到適合位置的重要原因。

1.2 膏巖層所呈現(xiàn)的特點(diǎn)

膏巖斷層在我國(guó)南海分布較為廣泛，其構(gòu)成主要由白泥質(zhì)膏巖以及灰色膏巖共同構(gòu)成。巖壁上肉眼可見(jiàn)的淺藍(lán)色或深棕色的細(xì)砂礫，這也在一定程度上對(duì)巖層的高度帶來(lái)影響。泥質(zhì)膏巖其構(gòu)成特殊，遇到海水常常被溶解，使得鉆井平臺(tái)的井壁難以維持固有的平衡，穩(wěn)定性也會(huì)在一定程度上受到影響。

2 海上油田復(fù)雜地層開(kāi)采的難題

2.1 井壁坍塌

在進(jìn)行海上油田開(kāi)采時(shí)，最大的困難莫過(guò)于海水的滲透，如果海水得不到有效的控制，如果滲透到巖石黏土中，就會(huì)對(duì)其組織結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響，失去其原有的穩(wěn)定性，無(wú)法支撐，最后出現(xiàn)坍塌事故。除此之外，井壁上的砂礫遇到油氣還會(huì)產(chǎn)生一種化合反應(yīng)，當(dāng)化合物的濃度不斷增多時(shí)，不僅會(huì)對(duì)人體健康構(gòu)成威脅，還會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行。

2.2 鉆井液滲漏

為了進(jìn)一步提升鉆井液雜質(zhì)吸附能力，一些沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的工作人員會(huì)選擇不斷提高鉆井液含量及濃度，這樣只會(huì)起到反作用，加劇鉆井液的滲漏。除此之外，砂礫層由于存在縫隙較多，這會(huì)對(duì)其自身黏結(jié)度帶來(lái)影響，加劇鉆井液的滲漏行為出現(xiàn)。

2.3 鉆屑漏失

海上復(fù)雜的地層構(gòu)成多以砂礫為主，但砂礫自身巖性較差，特別是在遇水后體積會(huì)不斷膨脹，加大了工作人員海上開(kāi)采項(xiàng)目難度，此外，由于海下水壓較高，砂礫巖因其自身穩(wěn)定性較差難以抵抗海水壓力呈現(xiàn)松散的特征。砂礫巖被破壞，則難以維持原有形狀，出現(xiàn)雜質(zhì)浮動(dòng)。就目前的技術(shù)應(yīng)用來(lái)看，難以對(duì)雜質(zhì)的動(dòng)向進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而造成鉆屑漏失。

3 鉆井液技術(shù)研究與發(fā)展

隨著我國(guó)海上石油開(kāi)采技術(shù)水平不斷提升，不論是開(kāi)采面積還是開(kāi)采深度都得到明顯進(jìn)步，但在開(kāi)采的過(guò)程中，遇到一些復(fù)雜地形的時(shí)候，如深井、超深井下的壓力較高、且井下氣溫不斷升高，會(huì)對(duì)井下鉆井液的性能帶來(lái)一定的影響，很容易出現(xiàn)坍塌、卡鉆等情況。對(duì)此，想要避免這一事故行為，就需要積極開(kāi)展新型鉆井液的研究工作。

3.1 陽(yáng)離子聚合物水機(jī)鉆井液的運(yùn)用

近幾年來(lái)，隨著我國(guó)鉆井液技術(shù)高速發(fā)展，我國(guó)已經(jīng)成功研制出陽(yáng)離子聚合物水機(jī)鉆井液，這種新型工具抑制能力很強(qiáng)，與之前的陰離子的聚合物鉆井液相比，它的成分發(fā)生了改變，是陽(yáng)離子基團(tuán)和季銨鹽類(lèi)較小分子量物質(zhì)。此外，將陽(yáng)離子基團(tuán)、AMPS以及疏水基團(tuán)注入PAM分子鏈中，可以使PAM自身的性能發(fā)生極大的改變，從而使得聚合物分子中的陽(yáng)離子與黏土顆粒上的負(fù)電荷發(fā)生中和反應(yīng)，大大降低其靜電斥力，加速了聚合物同黏土之間的聯(lián)結(jié)，使黏土的自身的性能得到充分的發(fā)揮，具有良好的保護(hù)功能。除此之外，疏水基團(tuán)作為PAM分子鏈中必不可少的組成部分，可以將黏土表面吸附的聚合物呈現(xiàn)出憎水的性質(zhì)進(jìn)行充分發(fā)揮，有效地阻止水分子融入分子鏈中，避免頁(yè)巖遇水出現(xiàn)膨脹情況，起到一定的巖石保護(hù)價(jià)值。

3.2 抗高溫的聚合物鉆井液

抗高溫聚合物鉆井液應(yīng)用到海上油田復(fù)雜地層中，其主要功能發(fā)揮是磺酸根基團(tuán)、季胺基基團(tuán)、酰胺基基團(tuán)等，可進(jìn)一步提升其抗高溫能力。與此同時(shí)，抗高溫的聚合物鉆井液利用其表面活性劑兩親作用對(duì)鉆井液的抗溫性進(jìn)行改變，并利用抗氧化劑來(lái)進(jìn)一步提升磺化聚合物抗高溫性能，除此之外，為了降低濾失量及其流動(dòng)性，可以利用海泡石以及皂石來(lái)提高潤(rùn)土體積，使其充分膨脹起來(lái)，這樣更好的增強(qiáng)與其他礦物質(zhì)的黏結(jié)性。

表2 某油田A區(qū)塊現(xiàn)場(chǎng)聚合物體系抗鉆屑污染性能（80℃、16h）

3.3 合成基鉆井液的運(yùn)用

合成基鉆井液的構(gòu)成較為復(fù)雜，主要包含重劑、乳化劑、水相以及其他有機(jī)合成物基液等，具有良好的乳化、潤(rùn)滑效果，且黏結(jié)性能高，因此在海上油田復(fù)雜地層中有著非常廣泛的應(yīng)用。合成基鉆井液地安全性能較高，可以穩(wěn)定鉆井速度，避免開(kāi)采過(guò)程中一些事故行為出現(xiàn)，還能降低對(duì)環(huán)境的污染，在海上油田井下鉆井作業(yè)中發(fā)揮著相對(duì)穩(wěn)定功效，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

4 廢棄鉆井液的管理原則

4.1 源頭減少

廢氣鉆井液出現(xiàn)離不開(kāi)設(shè)備因素和人為因素，要想減少這一現(xiàn)象，可以利用替代品或進(jìn)一步提升施工工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)。隨著我國(guó)鉆井工藝技術(shù)水平不斷提升，鉆井中對(duì)新型材料的應(yīng)用也更加廣泛，廢棄鉆井液與之相比也有了明顯的好轉(zhuǎn)，降低了對(duì)人們身體健康產(chǎn)生的威脅。而要想從根本上降低這一污染行為，就需要積極開(kāi)展新型工藝技術(shù)的應(yīng)用，盡量選擇環(huán)保型工藝，對(duì)固控設(shè)備展開(kāi)有效應(yīng)用，同時(shí)還要做好井場(chǎng)環(huán)境保護(hù)工作，合理開(kāi)展鉆井設(shè)計(jì)，避免滴漏等情況出現(xiàn)。

4.2 重復(fù)使用

即可以進(jìn)行回收利用并保證材料的原貌，例如將廢棄的油基鉆井液應(yīng)用于公路建設(shè)中或清洗鉆頭等。

4.3 再循環(huán)/回收

即對(duì)廢棄鉆井液中的可利用物質(zhì)進(jìn)行提取，提高材料的利用效率，例如可以選擇對(duì)廢棄鉆井液物質(zhì)進(jìn)行提取回收巖屑，并應(yīng)用于公路建設(shè)中；或是從廢棄的鉆井液提取重晶石，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)新鉆井液的有效配制。

4.4 收集處理

即去除廢棄鉆井液對(duì)環(huán)境的毒性和危害?？梢赃x擇物理方法與化學(xué)相結(jié)合來(lái)提高處理效果。要想從源頭上減少?gòu)U棄鉆井液，最主要的工作就是建立完善的油氣田廢棄物管理方案，結(jié)合油田開(kāi)發(fā)實(shí)際情況，展開(kāi)針對(duì)性的處理，以實(shí)現(xiàn)廢棄鉆井液的有效處理。

5 廢棄鉆井液的發(fā)展趨勢(shì)及未來(lái)展望

隨著我國(guó)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展，科研人員也積極開(kāi)展了新型鉆井廢棄液的處理應(yīng)用，由最初的填埋法、焚燒法等，演變?yōu)楣桃悍蛛x法以及破乳法等，具有很好的環(huán)保功能和價(jià)值，實(shí)現(xiàn)了對(duì)海洋環(huán)境以及陸地的環(huán)境的有效保護(hù)，使能源價(jià)值得到充分發(fā)揮。但不論何種方法都需要結(jié)合實(shí)際的開(kāi)采現(xiàn)狀進(jìn)行合理選擇，同時(shí)為了進(jìn)一步減輕廢棄鉆井液對(duì)環(huán)境造成的污染，應(yīng)從源頭展開(kāi)有效控制，并在此基礎(chǔ)上對(duì)新技術(shù)展開(kāi)合理應(yīng)用研究。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，就目前來(lái)看，我國(guó)海上油田復(fù)雜地層鉆井液技術(shù)還處于一個(gè)發(fā)展階段，科研人員也積極開(kāi)展了對(duì)新工藝技術(shù)的應(yīng)用，以期進(jìn)一步降低對(duì)海洋、陸地環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)對(duì)地層的有效保護(hù)。面對(duì)海上油田復(fù)雜地層的鉆井液技術(shù)現(xiàn)狀，一定要不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的鉆井液技術(shù)，這樣才能切實(shí)地解決復(fù)雜地層鉆井中所存在的問(wèn)題，在提高鉆井效率的同時(shí)使鉆井安全性得到保證，為今后我國(guó)海上油田事業(yè)的發(fā)展提供必要支持。