1.与浅井钻井不同,深井钻进过程中钻井液普遍存在的主要问题及调控难点包括:
(1)地层复杂多变,钻井液体系选用难度大。随着井深增加,将钻遇多套复杂地层,不同地层之间钻井液体系选用有可能相互制约与限制。
(2) 高温恶化钻井液性能。钻井液各组分如造浆土、处理剂等在高温作用下均会发生复杂变化,进而导致钻井液的流变性、失水造壁性等综合性能发生变化,严重影响其正常使用。
(3)钻遇强污染地层几率高。深井钻进过程中钻遇强造浆地层、盐膏层、地层酸性流体时,钻井液易遭受各类污染物的侵入而导致性能恶化。
(4) 高密度钻井液流变性调控困难。高固相含量下钻井液自由水含量较低,少量污染物的侵入即导致钻井液性能大幅度波动,而此时常规的降粘措施基本无效。
(5)润滑性要求高。井越深,钻具回转阻力越大,井斜控制难度也较大,有时被迫开窗侧钻,此时对钻井液的润滑性能要求更高。
(6)钻遇可溶性盐类地层时,既要考虑盐类溶解造成井壁失稳的风险,也要考虑钻井液的抗污染能力,同时还要兼顾避免岩心溶蚀。
(7)深井钻井中各种先进的钻井工艺技术及先进工具,在深井段受到很大限制,有时需要通过优化钻井液的性能以满足快速钻进的需要。
(8) 高温、高密度及饱和盐水钻井液的配制及维护费用均较高,其性能变化机理分析也较复杂,现场如何做好科学化、精细化性能监测与调控尚缺乏可靠的经验与依据。
2. 总体而言,深部岩心钻探风险大、费用高,需要钻探设备、钻井液、钻探工艺等多方面的协同配合。其中,深部钻探对钻井液的要求不是量的累加,而是质的提高,是不同于浅井钻井液的一项新的工艺技术。总结起来,深部岩心钻探钻井液研究方向主要包括如下几个方面。
(1) “一专多能”型高效处理剂的研发。各种功能型处理剂是钻井液性能调控的基础,如何在满足自身特定功能的基础上,实现其它性能的兼顾,是今后高效钻井液处理剂研发的方向。
(2) 新型钻井液体系的构建。随着干热岩、页岩气、天然气水合物等非常规能源探采工作的不断推进,以及城市地质工作的转型升级,钻井液体系设计还应充分考虑环保性、储层保护能力等多重指标,开展无/低固相高密度钻井液、高温泡沫钻井液、环保钻井液、可降解钻井液、储保钻井液等钻井液体系研究对于应对新形势下的地勘工作至关重要。
(3)钻井液技术基础理论与机理研究的再深入。钻井液组分复杂,不同环境下( 高温、低温、高矿化度、酸碱度等) 各组分性能变化规律不尽相同,从而引起钻井液综合性能变化。需要与材料化学、胶体化学、高分子材料与工程等多学科进行交叉、融合,从多种角度对钻井液这一特殊工程浆液进行深入的微观机理探究,丰富钻井液基础理论,进而为深部岩心钻探钻井液技术提升提供理论依据。
参考文献:《中国深部岩心钻探钻井液技术应用现状及研究方向探讨》
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