鉆井液配置技術(shù)、工藝與維護(hù)探討

李超

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局地球物理探礦隊(duì) 烏魯木齊 830000）

隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷高速發(fā)展，隨著勘探工程不斷地向地面深處發(fā)展，地層條件越來越復(fù)雜，相關(guān)鉆井液技術(shù)的各種問題也隨之暴露。為了能夠達(dá)到勘探工程對鉆井液技術(shù)的要求，鉆井液技術(shù)的升級，受到越來越多的工程施工單位關(guān)注，因此有必要對鉆井液技術(shù)進(jìn)行研究，達(dá)到高性能、高密度、抗高溫、抗污染的要求。

1 鉆井工程對鉆井液的要求以及鉆井液的作用

1.1 鉆井液的選用原則

鉆井液是鉆井的“血液”，這句話充分表明了鉆井液對鉆井的重要性，因此鉆井工程對鉆井液的要求非常高，主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：

（1）鉆井循環(huán)要求：粘度低、除砂能力強(qiáng)、啟動(dòng)泵壓低、潤滑功能好、摩擦力低、磨損??；

（2）保持井眼的穩(wěn)定：在施工過程中，地層平衡狀態(tài)會被破壞，因此需要鉆井液和地層之間的壓力和密度取得平衡，這就需要鉆井液有克服不穩(wěn)定地層的性能；

（3）保護(hù)油氣層：為防止鉆井液對油氣層的損害，要求鉆井液失水小、泥餅環(huán)薄、固相含量低、濾液水化作用低等；

（4）保護(hù)環(huán)境和生態(tài)：隨著國家對生態(tài)環(huán)境的重視，要求鉆井液無毒無害無污染，符合環(huán)保排放條件，防止對地層、土壤、環(huán)境和生態(tài)造成破壞。

1.2 鉆井液的主要作用

在鉆井過程中，鉆井液的主要作用是把巖屑從地底帶入到地面上。目前鉆井液的主要作用被細(xì)化為十種作用：

（1）清潔地底，把巖屑帶出地面，潤滑鉆頭，減少磨損；

（2）充當(dāng)冷卻劑和潤滑劑，延長鉆具的使用壽命；

（3）與地層保持平衡，防止坍塌；

（4）平衡地底壓力，防止漏失；

（5）降低巖屑沉底速度，防止巖屑卡鉆；

（6）清除地面的巖屑和砂石；

（7）為鉆頭提供動(dòng)力；

（8）減輕鉆具起升系統(tǒng)的負(fù)荷；

（9）根據(jù)鉆井液帶出的巖屑可了解地層的情況；

（10）強(qiáng)力水壓輔助鉆頭破壞巖石。

2 鉆井液配置技術(shù)

2.1 明確了解鉆井液性能指標(biāo)、施工條件

在施工前的準(zhǔn)備過程中，首先明確了解鉆井液的基本情況，了解施工地點(diǎn)的地理?xiàng)l件、目的、設(shè)備等因素對鉆井液的要求，進(jìn)行室內(nèi)調(diào)整配置實(shí)驗(yàn)，使鉆井液在施工過程中充分釋放它應(yīng)有的性能，并做好配置記錄，方便日后查閱和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

2.2 充分摸清施工地點(diǎn)的地層構(gòu)造

只有了解施工地點(diǎn)的地層構(gòu)造，才能提前預(yù)防井內(nèi)事故。根據(jù)了解到的地層各層次的特點(diǎn)與特征，制定周全預(yù)防方案和應(yīng)對方案，極大地降低施工過程中可能會出現(xiàn)的坍塌、漏失等問題。

2.3 制定鉆井液配置的預(yù)防方案

在鉆井施工過程中，會使地層發(fā)生變化，而這種變化會導(dǎo)致地層平衡狀態(tài)被破壞，從而發(fā)生井內(nèi)坍塌、漏失、縮徑和擴(kuò)徑等問題。為預(yù)防發(fā)生地層平衡狀態(tài)失衡，我們必須在施工開始前充分了解地層構(gòu)造、準(zhǔn)確預(yù)測問題發(fā)生、合理認(rèn)識處理劑的功能，做好周全的應(yīng)對方案，以防止發(fā)生井內(nèi)事故。

3 鉆井液配置工藝

3.1 明確了解處理劑性能數(shù)值、作用原理、使用方法、配置情況

在鉆井液配置工藝中，最重要的步驟是準(zhǔn)確了解鉆井液處理劑的基本情況，若使處理劑在配置過程中充分發(fā)揮它應(yīng)有性能，就要根據(jù)處理劑的物理或化學(xué)特征合理調(diào)整配置工序。

3.2 確定鉆井液的性能指標(biāo)

在進(jìn)行室內(nèi)配制實(shí)驗(yàn)和調(diào)整中，要根據(jù)鉆井液處理劑的方案、配置和性能數(shù)值進(jìn)行。在記錄配置實(shí)驗(yàn)記錄之前，必須要達(dá)到鉆井液處理劑性能達(dá)標(biāo)和配置準(zhǔn)確，只有這么做，才能為后續(xù)鉆井施工中鉆井液配置確定正確的配置方法，從而杜絕了盲目性。

3.3 完全按照鉆井液配置程序和方法操作

在配置鉆井液工程中，程序有五大步驟：

（1）嚴(yán)格計(jì)量。各種處理劑的使用量要精確，特別是使用量較小的，更要做到嚴(yán)格嚴(yán)謹(jǐn)十分精確，否則會因?yàn)榧恿慷嗷蛏?，誘發(fā)了井內(nèi)事故。

（2）分開溶解。在配置過程中，要根據(jù)處理劑的物理和化學(xué)特性分開溶解，防止發(fā)生相互反應(yīng)而導(dǎo)致溶解慢或不溶解。

（3）依次加入。鉆井液是多個(gè)處理劑融合組成的，在配置過程中，應(yīng)該按照分散、增稠、增粘的方法加入，不能一次性全部加入。

（4）調(diào)整性能。由于受到施工環(huán)境、施工條件、人為的因素，導(dǎo)致配置出來的鉆井液達(dá)不到鉆井工程的性能要求，這就需要調(diào)整鉆井液的性能配置，以達(dá)到鉆井工程的要求。

（5）充分溶解。在配置過程中，要經(jīng)過充分?jǐn)嚢璺椒ǎ偈苟鄠€(gè)處理劑快速、完全融合，從而完成整個(gè)鉆井液的配置過程。

3.4 最后做好詳細(xì)的配置記錄，方便為后續(xù)施工鉆井液配置提供經(jīng)驗(yàn)。

4 鉆井液的日常維護(hù)

4.1 嚴(yán)格做好對返漿的性能測定

以固定時(shí)間、固定人員對鉆井過程的返漿進(jìn)行合理的測定性能，了解鉆井液的變化和對施工過程的影響，從而及時(shí)地進(jìn)行合理調(diào)整和維護(hù)，使鉆井液保持最佳狀態(tài)。

4.2 及時(shí)補(bǔ)充新鉆井液、調(diào)整鉆井液性能

在鉆井過程中，會出現(xiàn)鉆井液和施工地層發(fā)生變化的問題，這時(shí)就應(yīng)根據(jù)具體問題及時(shí)合理調(diào)整鉆井液的配置工序，補(bǔ)充或替換新鉆井液，以防止施工工程被迫停止。

4.3 降低地層特點(diǎn)、自然條件和人為條件等對鉆井液的損害

降低施工地層、自然條件和人為條件等因素對鉆井液的損害，是鉆井液合理維護(hù)的重要步驟。地層中含有鈣、鎂、鹽等物質(zhì)，這些物質(zhì)會極大地?fù)p害鉆井液；自然條件主要有地表含有雜物未及時(shí)清理、室外溫度不符合條件等；人為條件主要有相關(guān)人員沒有相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)、團(tuán)隊(duì)加入不相干人員等。因此要合理制定相應(yīng)的預(yù)防措施和應(yīng)對方案。

4.4 提升鉆井液的各項(xiàng)性能，選擇良好的組成材料

鉆井工程對鉆井液的性能有較高的要求，而影響鉆井液性能的有很多因素，例如密度、PH值、含砂量等等因素，因此在確保鉆井液性能的前提下，選擇合理良好的組成材料，對鉆井工程有很大的影響。

4.5 嚴(yán)格、及時(shí)清除地層的有害物體

嚴(yán)格、及時(shí)清除地層的有害物體，是保證鉆井液性能的重要措施。保持鉆井液在施工過程中較低固相和合理密度，才能防止因?yàn)楣滔噙^高過低而導(dǎo)致各種施工困難和井內(nèi)事故的發(fā)生。

4.6 做好鉆井工程的后續(xù)處理作業(yè)

近年來，由于我國對于生態(tài)環(huán)境愈來愈重視，許多具有高污染性的行業(yè)受到了沖擊。為了響應(yīng)可持續(xù)發(fā)展方針和環(huán)保政策，鉆井工程也需要重視生態(tài)環(huán)境問題，而鉆井液的組成成分含有不少有害化學(xué)物質(zhì)，所以需要針對鉆井液的后續(xù)處理進(jìn)行合理處理措施，防止廢棄液流入自然環(huán)境中。

5 結(jié)語

綜上所述，筆者根據(jù)自身的工作經(jīng)驗(yàn)，針對鉆井液的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析，提出若干改進(jìn)鉆井液技術(shù)的措施。由于筆者自身知識水平有限，因此文中如有不足之處，還望見諒。