钻井液设计对钻井工程和地质录井的影响

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年3月第7期   作者:李敏,张焱,张光磊
[导读] 钻井液在钻井工程中有着重要的作用。钻井液是在钻井过程中循环的各种液体的总称,有钻井的血液之称。
        李敏,张焱,张光磊
        中国石化股份胜利油田分公司纯梁采油厂 山东滨州256504
        摘要:钻井液在钻井工程中有着重要的作用。钻井液是在钻井过程中循环的各种液体的总称,有钻井的血液之称。这些液体在钻井的过程中满足了钻井的多功能要求,从而保证了这些钻井工程顺利的进行。钻井液在发展的过程中历经了多次扩充,从而使钻井液形成了较为系统的体系,满足了在各种条件下钻井的需求。

        关键词:钻井液设计;钻井工程;地质录井;影响

        钻井工程是对油田进行开发的基础性工程,钻井工程能否顺利地完成直接对油田企业的生产起着关键的作用。在钻井施工的过程中采取一定的方法对钻井液进行设计是确保油田企业正常运行的关键,钻井液性能的好坏对钻井工程的各个方面都会产生重要的影响。

1.钻井液的组成、主要功能及匹配原则
        1.1钻井液的组成
        钻井液根据不同的定义方式,有很多分类方法,其中钻井液根据其所使用环境的不同可分为水基钻井液、油基钻井液、合成基钻井液及气体等。不同钻井液应用于不同的钻井场合。在石油开采过程中,常用的钻井液是泥浆钻井液。在钻井液中,除了基本材料,如膨胀土等外,还需要添加一定量的加重材料,如重晶石粉等,此外还需要添加各种添加剂以及堵漏材料等,这样才能够满足钻井液的多功能需求。
        1.2钻井液的主要功能
        钻井液最为主要的功能是将钻屑带至地面,这样可保持井底清洁;钻井液还可以控制平衡地层压力,保证钻井工程顺利安全进行;可以利用钻井液的吸附作用形成滤饼,这样可保护钻井井壁不受到侵害;由于在钻井过程中,钻头因与岩石之间的摩擦会产生大量热能,钻井液可以将这些热能携带出来,使钻头得到冷却,并润滑了钻杆和钻柱,这样可以有效提高转速;由于钻井液中有大量的添加剂,这样可以降低钻具以及套管的腐蚀,提高钻具和套管的使用寿命,同时对钻柱和套管起到了一定的支撑作用;不仅如此,钻井液还具有携带作用,可以将井下的物质的携带出来,为所钻地层提供相关的资料,这样可以保证地层研究的准确性。
        1.3钻井液的匹配原则
        (1)井型匹配。对于不同类型的井口需要匹配不同的钻井液。在探井施工时,要满足地址发现的要求,这样才能够完整的解释地层构造。在生产井施工时,需要保证施工进度,在调整井施工时,则需要应对各种压力。
        (2)地层匹配。根据各种不同的地层选择合适的钻井液,这样才能够充分发挥出钻井液的作用,如在易坍塌地层中必须选用防坍塌钻井液,这样才能够有效的保护钻井的安全。如在有盐层的地层中,就必须要选用抗盐钻井液,才能够保证钻井液的的稳定性,从而保障钻井工程的质量。
        (3)储层匹配。在钻井的过程中,钻井液应该能够对储层具有保护作用,这样就要求钻井液具有良好的稳定性,不受地层变化的影响,才能够使得储层开采安全。
        (4)环境匹配。在钻井液的配制过程中,尽量使用对于周边环境没有污染的或者是有较小污染的处理剂同时那个减少钻井液的流漏,提高钻井生产的安全性、环保性。

2.钻井液设计对钻井工程的主要影响
        为了能够使钻井工程提高质量,必须对钻井液按照科学的比例进行配置,提高钻井液的性能,对钻井液进行科学的设计,在钻井施工进行的时候,必须根据钻井液的设计来制定相应的钻井施工方案。

钻井工程的施工人员为了能够保障自身的安全,在通常情况下,他们会根据施工的实际情况,对钻井液进行不同浓度的配置,但是,在钻井工程进行的时候,由于不能准确地掌握地层的信息,再加上在钻井工程实施的过程中会发生一些突发的状况,经常为导致钻井液的配置不能合理地运用到钻井工程的施工中,使钻井工程施工过程中发生意外。
        比如在对xx90-40钻井进行施工的时候,钻井液按照地质状况进行配置,但是,在钻井工程进行到2000米的时候,地质状况突然发生变化,在钻井中出现了槽面,导致大量的油花和气泡的产生,施工的地层处于出沙一段,刚刚开始进行沙二层的施工,与油气层的预计深度存在300米的误差,当在钻井工程中发现槽面的时候,录井工作人员对施工现场进行观察和取样,初步判断钻井施工遇到了高压油气层,不能进行正常的施工。尽管在这次事故中没有造成更加严重的后果,但是给施工带来了不小的损失,严重制约了施工的速度。
        在钻井工程进行施工的时候,很多情况都是由地层的突变引起的,因此,钻井人员在进行施工时,施工的初始阶段尽量使用低密度的钻井液,然后逐渐对钻井液的密度进行调整,提高钻井液的密度。如果一开始施工就使用高密度的钻井液,就会引发井漏问题的发生。

3.钻井液设计对地质录井工作的影响
        3.1钻井液设计对砂样的影响
        在地质录井过程中,需要对钻井产生的砂样进行选取。通过对钻井周围砂样的分析,绘制出地质剖面图,从而对钻井的油气含量进行科学分析,完成对钻井油气量的预测。虽然理论上完成这项工作比较简单,但在实际生产工作中难度较大,主要的原因是砂样的分析必须以钻井施工为必要条件,通过钻井液将砂样携带出来后进行分析。因此,在钻井液设计的过程中,钻井液就必须具有良好的携砂性,这样才能够保证工作顺利的开展。如果所设计的钻井液不符合工程要求,那么在切削的过程中将会产生大量的杂质,这样会大大降低地质录井进程,导致钻井工程工期延长,影响整体计划的实施。
        3.2钻井液设计对岩屑描述的影响
        由于岩屑在取样的过程中会存在一定的误差,所以,相关人员在进行岩屑的描述过程中,会由于岩屑信息的准确,造成岩屑描述的误差,因此,在钻井施工的过程中,钻井液的浓度和配料浓度的选择是十分重要的,钻井液的浓度配置不合理,那么,钻井液的性能也不均匀,其携带出来的岩屑就会存在大量的杂质,对岩屑产生污染,影响了工作人员对岩屑描述的准确性。在对岩屑进行描述时,工作人员就会受到干扰,不能对岩屑进行准确地鉴别。工作人员绘制的地形剖面图也不能精确地反映钻井施工的现状,导致油气的显示也不准确,导致钻井资料存在较大的误差。
        3.3钻井液设计对挑样的影响
        由于钻井液的成本很高,在钻井的过程中,钻井液是被循环利用的,循环利用的次数越多,在钻井液中就会积累大量的杂质,从而破坏了原来钻井液的稳定性。不仅如此,过多的杂质还会对岩屑产生污染,这样就会使地质录井人员很难掌握钻井的进度情况。随着钻入深度的增加,钻井液中还将会不断的融入油气,这样会为地质录井人员增加难度,可能导致地质录井人员产生判断失误。为了得到良好的地质录井资料,就必须对钻井液进行合理的调控,在浓度和质量上得到保证,在性能上趋于稳定,这样才能够很好地服务于地质录井工作,为地质录井提供完善准确的资料。

结 语:
        钻井液在钻井工程施工过程中发挥的作用还是比较大的,采取有效地措施,提高钻井液的设计,提高钻井液的性能,具有重要的意义。录井人员调研的所有的砂样都是钻井液在钻井中提取出来的,钻井液的设计具有较好的携砂效果,就能确保录井工作质量的提高。钻井液的浓度配置不合理,那么,钻井液的性能也不均匀,其携带出来的岩屑就会存在大量的杂质。钻井液性能良好,可以提高钻井工程的质量,确保录井工作的准确性。

参考文献:
[1]梁超.钻井液设计对钻井工程和地质录井的影响[J].    中国石油和化工标准与质量,2020.
[2]杨军.浅谈钻井液设计对钻井工程和地质录井的影响[J].化工管理,2015.
[3]张凯.浅析地质录井在勘探中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(11):90-91.
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