探讨海洋钻井液技术研究和应用现状以及未来发展方向

2023-01-30

海洋钻井也可称为海洋深水钻井, 通常情况下, 是指在海上超过450-500米之间的深水区域进行的钻井作业, 其中超深水钻井指的则是在海上超过1500米的深水区域进行的钻井作业。目前, 世界上很多国家都因海洋石油储存量与开采量的增加而不断研究深水钻井技术。正因如此, 也对海洋钻井液提出了较高的要求, 为其技术研究与创新提供了有利的环境。

一、海洋钻井液技术的应用现状

1. 有关海底页岩稳定性的应用

深水钻井区域的深水岩石活性是非常大的, 这是由不同的含水量以及沉积速度与压实方式而导致的。在深水区域其携带的沉积物质如果偏离海岸的距离过远, 就会降低沉积物质的胶结性, 这主要是由压实作用的缺失所造成的。而在某些深水区域, 如果出现高分散性与膨胀性的现象, 则有可能在钻井液中分散大量的细颗粒, 影响钻井液的使用。现阶段在有关海底页岩稳定性方面, 主要的应用方法就是对岩石稳定剂的适量使用, 在深水钻井时, 为实现平衡活度的效果而添加了符合规定要求数量的无机盐, 进而促进海底页岩稳定性的提高。除了使用上述方法之外, 还可以使用合成基钻井液来对海底页岩稳定性进行提高。

2. 钻井液的应用与用量

在海洋钻井中钻井液的用量要大于其它同样深度的钻井。在进行海洋钻井时, 要想节省钻井液方面的使用费用, 只能依靠固控设备的有效使用来实现。大量的资料显示, 在海洋钻井过程中, 诸如除砂器、除泥器等固控设备的使用量是非常庞大的, 其在属于非加重性质的钻井液工作系统中, 还可以对固相进行有效的减少与清除。此外, 钻井隔水管在进行海洋钻井时, 可以在水深不断增加的情况下使用。

3. 钻井井眼的应用与清洗

对任意尺寸的钻井井眼进行清洗, 只能在钻井液上返流速达到一定高度时才可以进行。一般情况下, 在大直径的井段中, 由于钻井液的上返流速达不到对井眼进行清洗的高度要求, 所以只能采用常规的措施对钻屑进行清除, 一般包括稠浆、稀浆、联合清洗, 对低剪切速率粘度进行增加等方法。另外, 还有一种非常有效清除钻屑的方法是使用与进行钻井操作的钻井液粘度完全不同的钻井液, 例如, 可以使用稀浆钻井液对钻井时的采用稠浆钻井液的钻屑进行清洗。

二、海洋钻井液技术的具体研究

1. 针对硅酸盐钻井液进行的研究

硅酸盐钻井液具备无毒、无荧光及成本低的特征, 因而受到人们的欢迎和重视。但硅酸盐钻井液仍出现了诸如硅酸盐凝胶与硅酸盐沉淀对油气层孔隙造成堵塞且清除困难、钻井液摩阻大等问题。目前, 国外已经找到了解决硅酸盐钻井液对油气渗流通道造成堵塞问题的方法, 即使用硅酸盐破碎剂, 其对硅酸盐对油气层的损害可以进行有效的清除, 已经应用于北海、纽芬兰、阿拉斯加等油田钻井中, 使用前景非常广泛。

2. 针对合成基钻井液进行的研究

合成基钻井液的连续相是合成基液, 分散相是盐水, 还有包括乳化剂、有机土等在内的油包水乳化钻井液, 以其性能为基础, 对降滤失剂以及流变性调节剂等进行加配, 是一种由人工合成或进行改性的有机物。合成基钻井液具有无毒、生物降解以及无污染等特征, 还具有润滑性能好、井壁稳定性高以及对测井和试井资料没有影响等多方面的优势。合成基钻井液虽然在配制成本方面要比水基钻井液和油基钻井液高, 但是其减少了使用水基钻井液的占用时间和复杂情况以及使用油基钻井液的废液费用问题。所以, 合成基钻井液在大部分钻井中的总体成本要比水基钻井液和油基钻井液低。

3. 针对有机盐钻井液的研究

有机盐钻井液为无固相, 主要成分为甲酸盐, 具有防塌性能强、腐蚀性能低、可回收再利用等特征, 是近几年逐渐发展起来的一种新型水基钻井液体系。有机盐钻井液与常规的盐水钻井液系统相比, 要更加的环保、无毒无害, 且没有副作用。现阶段, 已经在欧洲和美国得到了广泛的应用;在我国也有一些大型的油田钻井公司对其进行了试验, 取得了较好的效果。

三、海洋钻井液技术的未来发展方向

通过对天然材料的利用最大限度对钻井液技术进行化学改性, 提高性能, 降低成本, 深入的探索与研究新材料的可行性, 对环保型处理剂开发与研制;对处理剂的作用机理进行深入研究, 正确认识和处理处理剂结构与其性能的关系, 为海洋新型钻井液处理剂的研究提供了一个全新的途径;在钻井液处理剂的开发与研制中运用先进的化学、生物等科学技术, 争取开发出效率高、纯度高的环保型处理剂;将钻井与环境有机的结合在一起, 力求实现钻井成本与环境成本的综合效益。

结束语

综上所述, 我国现阶段的海洋钻井技术已经得到了一定的发展, 但在应用的过程中仍然存在很多问题。不同类型的钻井液具有其独特的优点, 可以解决不同的问题。在实际的钻井过程中, 需要根据具体的情况进行选择。另外, 还要加大对其研究的力度, 争取研制出更加适合未来发展的钻井液技术。

摘要：我国针对海洋钻井液技术的研究相对较晚, 以往所采用的钻井模式都是在陆地钻井技术的基础上发展而来的。但是, 海洋钻井液在符合常规性能、生物降解性能好及无污染等方面要求的提高, 对其在具体工作性能方面进行了更大范围的扩展, 其在作为普通海洋钻井液的基础上, 还需要具备诸如低温流变性、抑制生成水合物等优质性能。本文主要对海洋钻井液技术和应用现状进行了深入研究, 并探讨了其未来的发展方向。

关键词：海洋钻井液技术,应用现状,发展方向