浅谈环保钻井液技术现状及发展趋势

2022-09-12

进入21世纪以来, 在国内石油工业高速的发展势态之下, 钻井技术面临了巨大的挑战。其中, 对于钻井液的应用提出了极高的要求。然而在现状之下, 基于环保型的钻井液技术存在一系列的问题, 例如:施工工艺复杂, 维护困难、施工成本高、效率低下等[1]。因此, 本课题对“环保钻井液技术现状及发展趋势”进行探究便具有非常重要的意义。

一、环保钻井液技术现状分析

1. 多元醇钻井液

从功能上分析, 多元醇钻井液体系既拥有油基钻井液技术的优良性能, 又不会对环境造成污染, 也不会对地质录井造成干扰。基于多数室内试验及应用实践表明, 在钻井技术当中, 多元醇钻井液体系有着非常优良的效果, 并且还能够获取巨大的经济效益。

2. 甲基葡萄糖苷钻井液

甲基葡萄糖苷钻井液在防塌机理与常规性钻井液上, 和油基钻井液性能具有相似之处。所以甲基葡萄糖苷钻井液又被称作仿油基钻井液体系。经研究表明, 甲基葡萄糖苷钻井液能够对泥页岩水化膨胀产生具有良好特性的抑制作用, 并且还能够使井眼的稳定性的得到有效保证。另外, 该环保钻井液不会产生有毒害气体, 极容易生物降解, 在未来的钻井技术中能够拥有广阔的应用空间。

3. 硅酸盐钻井液

为了能够在钻井过程当中让井壁的稳定性得以实现, 便可使用硅酸盐钻井液。我们知道, 当高浓度可溶性硅酸盐钻井液遭遇流变性能的情况下, 是极容易产生失控状况的。因此, 硅酸盐钻井液便被灰钻井液和聚合物钻井液所取代[2]。这几年, 在钻井液技术不断进步的机遇上, 硅酸盐钻井液的流变性得到了有效控制, 使用效果比之前更为显著。因此, 硅酸盐钻井液在目前还是被普遍应用到。

4. 合成基钻井液

合成基钻井液是以人工合成技术为基础, 对有机物实施合成工序, 进而将其应用在钻井技术当中。其主要的合成物包括了盐水、乳化剂以及石灰等。这些物质可以组成水乳化钻井液, 并且在使用中, 能够以性能为依据, 进而对降滤失剂、流变性调节剂以及重晶石进行添加。

二、目前环保钻井液技术所存在的问题

1. 施工工艺具有复杂性, 且维护困难

对环保型钻井液技术进行使用, 在规范作业中, 其工艺操作是具有复杂性的, 由于施工人员没有多少经验, 因此在操作过程中会出现种种问题。并且, 环保钻井液技术设备在维护方面表现的非常困难。因此, 使推广使用受到了阻碍。

2. 缺少环保处理剂, 使用困难

在环保钻井液技术的使用过程中, 必须针对不同的环保型钻井液配置不同的环保型处理机。例如:在实际操作过程中, 当钻井液的抗温性较差之时, 便需要采用具有抗高温特性的处理剂进行辅助施工。现状之下, 由于环保处理剂的缺乏, 因此许多企业均不愿意对环保钻井液技术进行推广。

3. 环保意识薄弱, 经常性忽视

就目前而言, 国内对环保钻井液技术的要求还不够高。特别是与西方钻井液技术发达国家比较起来, 其环保意识尤为薄弱, 在工作中经常对这一类技术忽视。这不但使环保型钻井液技术得不到广泛应用, 而且还不利于它的发展。

4. 施工成本高, 效益较低

与传统的钻井技术比较起来, 无论是在人力、财力, 还是在资源投入上, 环保钻井液技术在施工上均体现出了成本高的特点。然而成本高只是一方面因素, 另一方面由于性能单一, 导致企业的整体经济效益遭到严重影响。因此, 即使是推广及使用, 也不能与激烈的市场竞争相融合。

三、环保钻井液技术发展趋势探究

针对目前环保钻井液技术所存在的一些问题, 便需要对环保技术进行研发, 并突出环保技术的优势, 还需要提升环保技术的利用, 使油田环保的稳定性得以实现。毫无疑问, 充分认识到问题的所在之处, 才能够充分掌握其未来发展趋势。关于环保钻井液技术的发展趋势主要表现如下:

(1) 这几年, 在低毒性油基钻井液和新型合成基钻井液的使用中, 和环保出现了极大的冲突。所以, 国外已有企业在环保钻井液的开发上采用纯天然的材料, 为达到环保钻井液标准提供重要基础。因此, 在未来发展中, 环保钻井液应该在天然高分子材料改性与各种环保处理剂自身性能完善的基础上进行研发。

(2) 对于环保钻井液中的无机盐的采用应该和周围环境的矿化度及盐类保持一致。在选择上, 尽量选择能够对环境起到保护作用的无机盐类。需要研究它们对环保钻井液整体性能改善的技术及方法。另外, 需以“低盐度”作为环保钻井液的基本原则[3]。

(3) 对性能优良的油膜形成剂进行研发, 主要目的是对环保钻井液的抗温性能与抑制性能进行提升。

(4) 对纳米技术在天然高分子材料改性方面上的应用进行充分重视, 选择稳定性能高的纳米材料, 使天然高分子材料抗温稳定性和抗降解能力得到有效提升。例如:纳米抗菌材料与纳米憎水性材料, 便可对天然高分子材料进行表面处理。

(5) 作为一种环保体系, 硅酸盐钻井液的成本和水基钻井液相近, 在未来必定能够得到重点开发。我们知道, 硅酸盐材料是一种极为重要的无机环保钻井液材料, 假设能以恒定的工艺为途径, 对此材料进行改性, 进一步使其抑制性、润滑性和配伍性能等得到改善, 则可以在此基础对硅酸盐体系进行发展, 最终开发出具有良好环保性能及适应多种具有复杂钻井条件的新型硅酸盐钻井液体系。由此可见, 对硅酸盐材料实施改进措施, 势必是环保钻井液技术在未来中的重点发展方向。