钻井液对钻井质量的影响因素分析
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作者: 李洪友
[摘 要]在钻井施工中，钻井液对钻井质量有着很大的影响，为保证钻井质量，实现高质量钻井施工，本文主要是探讨钻井液层面来提升钻井质量。钻井液对于钻井质量的影响主要表现在其密度、切力、固相含量以及滤失滤饼四个方面，分析其形成的原因，对合理选用、制作钻井液有很好的作用。在施工中还需加强管理，提升操作人员的技术水平，保证钻井施工质量。
[关键词]钻井液；固相；钻井质量
中图分类号：TE2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）20-0264-01
在钻井施工中，钻井液质量的好坏对钻井质量有着很大的影响。钻井液又称钻孔冲洗液，是在石油钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。钻井液按组成成分可分为泥浆、清水、无粘土相冲洗液、泡沫、压缩空气乳状液等，清水适用于完整岩层和水源充足的地区，泥浆是现在广泛使用的钻井液，主要适用于裂隙发育、松散、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定的岩层地区，钻井液是钻井的血液，在钻井作业中起着非同寻常的作用，其对钻井质量有着很重要的影响。
1.钻井液密度对钻井进度的影响
在钻井实际进度操作中粘度升高，钻速就降低。即粘度较大，流动阻力增大，功率消耗就大，泵功率排量就降低。还有，粘度高的钻井液在井底岩石表面形成一个粘性表层，它减慢了钻头牙齿对井底岩石的冲击和切削作用这样就降低了钻进的进度和效率，但粘度高钻进液却有利于携带岩屑，保持井底清洁。因此，钻井液粘度不宜太高或太低。应根据钻进速度、进度，设备功率所钻地层的特点来确定所用钻井液的粘度。在地下的油气层是非常脆弱的，当钻井钻到储油层时，对钻进液的要求也不同，钻井液必须满足钻井工程和地质的要求，如果不测试，会造成油气层的损失，更也会影响石油钻井的质量，使钻井成废井，或者产油产气低，既埋下了安全隐患，又影响了钻井的经济效益和社会效益。
2.钻井液切力对钻井质量的影响
在钻井过程中，如果钻井液切力太大，那么清除砂砾，钻屑就困难，密度上升快，含杂质多，使钻速降低，造成设备寿命短；流动阻力大，开泵困难，这样会造成憋漏地层或憋泵，转动扭矩大，浪费动力，滤饼质量差，滤失大，易引起缩径，井漏，卡钻等事故。但是钻井液切力太小也不行，携带和悬浮岩屑能力降低，停泵易造成沉砂，下钻钻不到井底而卡钻，从而造成动力浪费。
3.钻井液固相含量对钻井质量的影响
钻井液固相分两种，一是惰性固相，二是活性固相。活性固相是指对各种化学剂引起反应的固相，如粘土。惰性固相是指对化学剂不起反应的固相，如钻屑等。钻井液固相对钻井的影响主要表现在以下几个方面：钻井液固相高密度就大，钻速下降，钻头寿命缩短；钻井液固相高，滤饼质量差，摩擦系数高，导致起下钻受阻，引起卡钻。底层膨胀，井壁坍塌，也会影响固井质量，原有生产量低等影响地质资料和电测资料录取，钻井液固相高含砂量增高，对钻井设备损坏太大。
钻井液中固相含量最好在5%左右。控制钻井液中固相的方法，一是用替换办法，用清水和低同相含量的钻井液替换掉部分高固相含量的钻井液，二是不断用清水稀释中固相含量高钻井液，增加其体积，以降低其中的固相高含量，三是沉淀方法，把钻屑从钻井中分离出来，就能清除在钻井过程中产生的钻屑和劣质粘度等有害体，让地层中各种有用固体维持在合适的范围，保持低固相含量和胶体含量指标，提高钻速又能保持钻井液良好，保证工程安全正常。
4.钻井液滤失滤饼对钻井质量的影响
钻井过程中，一旦钻井液滤失量过大，滤饼质量差，会引发钻井的很多连锁反应。如果滤饼在井壁堆积很厚，管内循环空间隙变小，泵压升高，其次，易造成地层孔隙堵塞损坏油气层，滤液大量进入油气层，会引起油气层的渗透率，降低产油产气量。再者，易造成泥包钻头，下钻遏阻，遇卡，堵死水眼，在高渗透地层滤饼增厚减压差卡钻，如果电测不顺利、不准确将造成漏掉油气层。对松软地层，易泡垮地层，造成不规则井眼，引起井漏等事故。
为了保证钻井的进度进掘不受影响，如果测试滤失量和滤饼不利于钻井时，就要降低滤失量方法如下：一是加入滤失剂，依靠高分子化合物的保护作用增加滤液粘度，从而降低滤失量。二是控制钻井液的固体含量，清除岩屑和劣质粘土等有害固相，使膨润土含量保持在要求的范围内。三是钻井液污染后应加电解质清除污染物，恢复粘土良好的水化分散状态。
现在，钻井工艺已逐步加快研发速度，国内外聚合物钻井液发展的技术路线，他们一面从优化钻井液体系的组成组分方面人手，提出了控制固相含量极其分散度的观点，来适应喷射钻井的要求，另一方面从优化钻井液体系的流变性性能人手，优选优配处理剂，提出了优选钻井液流变参数，实现泵功率的合理分配的理论，他们从处理机的分子结构，性能特点着手，研制新型聚合物类处理剂，提高钻井质量。在我国聚合物钻井液的发展技术已经逐步成熟，并建立了聚合物钻井液生产由单一聚丙烯酰胺发展到多种金属盐复配及多种单体聚合的共聚物，相应的聚合物钻井液体系也包括低固相聚合物钻井液，聚合物防塌钻井液，保护油气层的聚合物钻井液与完井液和聚合物钻井液，可见，好的钻井液对石油钻井质量影响极大，所以我们必须加大技术研发，采取有效措施，让钻井液发挥正确作用。
5.减少钻井液对钻井质量影响的方法探讨
减少钻井液对钻井质量的影响可从管理方面人手，对员工技能进行培训，多进行经验交流和技术探讨，提高操作水平，减少失误，保证施工的平稳进行。
钻井工作是一项艰巨而责任重大的工作，这就要求管理层在工作实际中要发挥先进的政治思想作用，加大科学技术的研发，达到经济和社会效益的双赢，管理工作既要树立长远眼光，又要抓安全生产。
为每名员工定制持续的、实用的培训内容。为员工提供学习技能的定期培训，在实际工作中，采取师带徒手把手的培训，师徒同奖同罚，既调动老师傅的责任感同时又激发徒弟们的工作热情，全员技能会大幅提升，建立奖励机制，对优秀的员工进行物质奖励，还要对其更高层次的奖励，如把这样的员工送到有国家资质的培训地去学习，让他们发挥先锋模范作用。管理者和员工在工作中遇到的各种难题在交流会中进行交流，不但会避免会出现同类事故，而且会提高大家的操作经验和处理问题的能力，只有减少失误，才能保证企业平稳运行。
随着石油科学技术的不断发展，钻井工艺也有了长足的进步，我国在石油钻井工艺上还有很多需要学习、引进的先进理念和技术，以实现钻井施工的安全、环保、高效。为保证钻井质量，从钻井液层面出发，就要对钻井液进行深入研究，选用与钻井技术相匹配，符合安全地质要求的钻井液，配制优质钻井液就能高效安全地进行试井、钻井、测井和产油产气，保证钻井质量，实现经济效益最大化。
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