关于石油钻井泥浆的配置与应用的若干思考

2022-11-15

钻井泥浆在石油中共发挥着携带钻屑至地面、静液柱压力平衡地层压力, 以免井喷, 井塌等、液力喷射破岩、冷却钻头、在井壁上形成滤饼, 减少流体向地层中的漏失, 稳定井壁, 降低地层污染这几种重要功能。随着油田科技的不断进步与发展, 钻井泥浆已从仅满足钻头钻进发展到适应钻井各方面需求, 是当前不可少的一项工艺技术。

一、石油钻井泥浆的配置

1. 泥浆配置的核心点

具体应从以下几方面进行分析:一, 从平衡地层压力角度上分析, 对泥浆实际重量v进行计算。也就是vh=PC或vh=P0。这里所说的PC主要指的是井深H位置上的地层侧压力, 而P0主要指的是地层空隙流体压力。实际中, 我们是根据PC进行计算还是根据P0进行计算, 需要充分考虑实际应平衡哪种压力更为关键。倘若两者都要做一番平衡, 那么应分别进行计算, 获取两种不同的结果, 准确权衡存在于两者之间的某值, 通常钻井泥浆实际重量达到了1.02到1.40左右。二, 认真根据悬排钻渣、护壁堵漏规范要求来科学获悉泥浆实际流变性。在明确流变性时通常将粘度η和切力τ作为主要指标。该粘度与切力存在较大的调整领域, 该粘度在10c P~100c P领域内, 需要根据钻井的实际情况来确立。与此同时, 对于泥浆具有的剪切稀释作用及触变性应进行深入细致的分析研究。三, 泥浆其他设计指标共有以下参考范围:强调失水量应控制在15ml/30min范围内;含砂量应控制在百分之八范围内, 胶体率应达到百分之九十以上, p H值根据泥浆的具体类型应控制在6~11之间变化。四, 由于钻井情况的不同, 使得钻进目的、地层特点、钻进工艺方法等各方面都相差甚远, 所以在钻井泥浆性能方面要求也各异。设计过程中, 必须对这些差异性进行充分考虑。比如, 对于具有较粗钻碴及井壁较松散的地层, 设计中应注重泥浆的粘度和切力等流变性指标;对于较为稳固且坚硬的岩石, 设计中应注重泥浆钻头冷却和钻具的润滑情况。根据钻进实际情况, 综合设计时明确相应的设计核心点, 对于泥浆设计的成功具有重要的现实意义。五, 对泥浆性能进行设计时, 会一定程度上出现彼此矛盾的情况, 在满足部分设计指标过程中, 还有部分指标无法有效的满足。所以必须对核心问题加以考虑, 适当的考虑次要问题, 保证整体性能。对于部分没有较高要求的场所, 应结合实际情况精简设计工作, 合理的放宽对部分次要指标的要求, 以节约成本费, 提高效率。

2. 泥浆配制中使用的设备

在制备泥浆过程中, 通常会采用泥浆搅拌机 (卧式、立式即可) 、水力搅拌这两种设备, 要求勘探岩心钻探用的泥浆搅拌机, 卧式的容量应在0.3到0.5m3左右, 立式容量应在0.5到1m3左右。搅拌机实际应达到80到100r/min的搅拌速度。在通过粘土粉造浆过程中, 水力搅拌器是最为理想的。先将粘土粉放到漏斗内, 在混合器中保证水泵排出管的液流能够和粘土粉有机的混合在一起, 混合器内的混合液主要沿着螺旋线不断的提升到容器上部, 最后将泥浆输出。在持续不断的循环之后, 就能够配置符合性能要求的泥浆。为了不断提高泥浆的性能, 要求以粘土粉为主要配置材料的泥浆应置于储浆池内陈化一天, 再将其放到循环系统内, 通过水泵输送至孔中进行使用。

二、石油钻井泥浆的应用

1. 泥浆在砂、砾层中的应用

我们通常将该类地层称之为机械分散地层。其最显著的特点是各颗粒间没有胶结, 实际钻进过程中, 井壁常常会有坍塌的情况。所以应通过泥浆护壁, 主要目的在于保证井壁各颗粒间具有较好的胶结力。对于具有明显粘性的泥浆应放到井壁地层中使用, 以此提高砂、砾间的胶结力, 从而稳固井壁。

2. 泥浆在溶蚀性地层中的应用

我们通常将该类地层称之为水溶性地层, 当其与钻井液中的水相触时就会出现溶解情况, 严重的溶蚀钻井井壁, 使得井眼超径、垮塌情况出现。对于该问题, 应采取的措施是:将钻井液对地层的溶蚀性进一步降低。在泥浆中添加部分和地层被溶物一致的物质, 保证溶解的合理性, 这是我们最常使用的防治溶蚀的方法。比如, 在岩盐中钻进, 应以盐水泥浆为主, 效果显著。

3. 泥浆在硬岩钻进中的应用

钻进作业中, 多多少少都会碰到坚硬的地层, 比如花岗岩、榴辉岩、片麻岩、闪长岩等均是坚硬的岩石。在设计坚硬岩石所用泥浆时, 应充分考虑泥浆的润滑性和冷却性, 防止泥浆有太高的流动阻力, 保证固相含量的合理性, 提高钻进速度。在泥浆的悬排能力和护壁性能方面通常不会有太高的要求。

结论

综上所述可知, 泥浆共有松散层泥浆、水敏抑制性泥浆、水溶抑制性泥浆、硬岩钻进泥浆、抗高温泥浆等, 水或油是泥浆配制的基本液体, 若粘土在水中分散形成的泥浆即以水为连续相的泥浆称为水基泥浆;若粘土在油中分散形成的泥浆即以油为连续相的泥浆称为油基泥浆。在多数钻井场合中, 常会用到成本较低, 配制方便的水基泥浆。

摘要：钻井泥浆就是我们常说的钻井液, 其是油田钻井的血液, 在钻井作业中起着非常重要的作用。笔者根据自身工作经验, 首先对石油钻井泥浆的配置进行了分析, 其次阐述了石油钻井泥浆的应用情况。

关键词：石油,钻井泥浆,配置,应用