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国内外深水钻井液技术进展

来源:核心论文发表 所属分类:理工论文 点击:次 时间:2020-08-05 08:38

  摘要:我国社会经济的不断发展与进步,人们的生活水平也在逐渐提高。使我国深水钻井工程的也迅速崛起,同时也增加了它的竞争力,使井漏问题不断涌现,导致大量钻井液逐渐流失,严重影响了钻井工程的发展。基于此,提出了有效的解决对策和技术手段。下文对国内外深水钻井液技术进展进行了深入性的分析。

国内外深水钻井液技术进展

  关键词:深水钻井液技术;防漏堵漏

  近些年,科学技术的发展,对油气资源的需求量在逐渐提高,加大了对油气资源的开发和利用,使深水油气资源受到了社会各界的关注和重视。深水井目前面临着温度低、高压、密度窗口窄井漏等众多技术的挑战,同时也给钻井液提出了更高的要求和标准,需要结合实际情况制定完善的实施对策,进而提高钻井工程的施工效率,降低井漏、卡钻等各种难题的发生率,从而为我国油田企业获取最大的经济效益。

  一、深水钻井液面临的挑战和相关的技术措施

  (一)、温度低

  深水井几百米以上的海水段的温度会随着水深的不断增加而逐渐降低,在通常情况下,达到1000m的深水泥线,其附近的温度一般都在4℃左右,有部分地方的温度比泥线的温度还低。为此,深水井钻井作业时,钻井液经过隔水段之后,可以在热交换的作用下使其循环的温度逐渐降低[1]。较低的温度会使钻井液变得更加粘稠,这样就会出现糊筛跑浆的异常现象,在此基础上循环的当量密度也会随之不断的增加,在套管鞋位置上非常容易出现压漏的现象。对于深水低温度的挑战,需要采用低分子量聚合物对钻井液的低温流变性进行合理化的控制和调整。除此之外,在现场施工的过程中还需要采用水力学软件的作用进行实时计算,并对循环当量密度的实际变化情况进行全面的监测。

  (二)、大尺寸井眼携岩

  深水井隔水管的直径一般为533.4 mm,该直径为下部井段的1.57倍。钻井液一旦上返时就会出现环控面积增大的现象,这样就会降低上返的速度。为此,需要采用有效的方法对大尺寸井眼进行有效的清洁。在实际操作过程中不仅需要有效改善钻井液的流变性,还需要结合隔水管的性能和特征配备相应的增压泵,以此来更好的增加钻井液的环空返排速度。

  (三)、气体水合物

  由于深水井处在一个低温高压的环境下,会给气体的化合物形成提供良好的条件。水合物会对会压井管汇、阻流管汇、BOP管汇造成严重的堵塞,一旦存在严重的堵塞情况就会给油井压力的监测工作造成严重的阻碍,无法使该工作的顺利的开展,同时水合物也会对整个钻井液的流变特性造成严重的影响,其固井的质量也会因此受到一定程度上的改变一定[2]。深水井作业开展过程中为了更好的预防水合物的形成,主要是利用热力学抑制的方式来开展,例如:NaCl、KCl、乙二醇等,对于抑制剂的种类、抑制剂的加量可以直接通过进行室内实验来开展相应的模拟计算。

  (四)、防漏、堵漏

  与常规的井存在的不同主要表现为,深水井会因为破裂所产生的压力与空隙压力的曲线非常相近,这样就会导致钻井液密度窗口逐渐变窄,这样一来就会出现非常严重的漏失现象,诱发各种安全问题,容易对作业人员的生命安全造成严重的威胁,一旦遇到类似情况 一定及时采用有效的流体将其堵塞,缩短非生产的时间,同时为也可以保障井壁趋于稳定[3]。通常做法就是采用随钻承压增强剂,例如;(PF.LPF、PF—SZDL、PF—STRH等)不断增强地层所承受的压力能力,提高其自身承受承压能力,同时还可以有效对作业的窗口进行全面的扩宽。在实际施工的过程中不仅要保持钻井液具有稳定的流变性,还需要在此基础上储备合适的堵漏材料,这样可以在很大程度上降低井楼事故的发生率确保钻井工作可以顺利的开展。

  二、国内外深水钻井液研究及应用进展

  (一)、水基钻井液

  水基钻井液性能非常好,并且具有非常低的成本,所以在深水井作业中被广发的应用。在目前深水井中一般所采用的水基钻井液的性能都非常高,即高性能水基钻井液体系[4]。该体系在对泥页岩地层所引发的问题进行解决的过程中,主要是由胺基聚合物来替代传统的处理剂对其进行解决,一般情况下,都是应用在泥页岩、环境要求非常严格,并且具有特殊要求的井段环境中,该体系的性能与合成基钻井液的性能非常相近。目前该体系已经在世界内得以广泛的应用,并开展上千口的深水井作业,并且也得到了相关作业者的关注和认同。

  (二)、合成基钻井液

  合成基钻井液属于深水,尤其是在超深水区域最常用的钻井液体系就是合成基钻井液,由于深水恒流变体系具有独特的优势,所以受到了相关研究学者的关注和重视。恒流变体系主要就是指在传统体系合成的基础上通过采用处理剂进行优化,并对其性能进行有效的调整,从而发展成一种非常适合深水钻井的新型钻井液体系[5]。该体系与传统的合成基钻井液相对比,无论是恒流变体系的黏度、切力受温度,还是其自身的压力所受到的影响都比较小,尤其是在动切力、静切力以及低剪切速率下,所存在的粘度很少会受到温度的影响而发生一定变化,其具体表现为较为稳定流变特性。

  国内外深水钻井液技术进展相关期刊推荐:《钻井液与完井液》(双月刊)创刊于1983年,由中国石油天然气集团公司主管,华北石油管理局、华北油田分公司主办,中油钻井液有限责任公司协办。报道内容包括钻井液、完井液、酸化液、压裂液、修井液、射孔液、油井水泥浆等方面的科研生产新成果、新技术。读者遍及石油、地质、煤炭、化工、水电、冶金等行业。

  结束语

  综上所述,根据目前情况来看,深水钻井液技术在钻井工程建设过程中起着极为重要,不可忽视的作用。要想让钻井工程更加稳固的前进,就要不断加强钻井工程质量的安全意识,并结合国内外的研究成果对深水钻井液技术进行不断的优化和完善,及时解决好钻井工程中的井漏问题,确保隐患可以及时排出,避免意外事故的发生,同时也可以保障钻进作业可以顺利的完成,为后期深入研究恒流变体系提供有力的依据。——论文作者:张敏

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