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我國工程漿液發展概況

人氣:204 評論:0 日期:2017-4-12 10:05:27 标签:全部

史料記載,公元前250年左右秦蜀郡太守李冰開鑿鹽井時,已經采用向井內注水的方法來排除岩屑,這就是鑽井液的最初使用。一直到20世紀初,清水作爲鑽井液伴隨著鑽井作業經曆了漫長的歲月。 


我國用泥漿作爲鑽井液始于1937年。在四川油礦勘探鑽進巴1井時,使用井場附近田間的粘土,噴射水流使之分散成漿。當時對鑽井液原材料的使用、配制及性能控制均很簡單、粗糙。1941年~1942年,爲了制止井噴,玉門油礦從用鐵礦粉到用重晶石粉等,成功地配制了密度爲1.80g/cm3的鑽井液。與此同時,台灣油礦勘探處爲了提高鑽井液質量,尋找了當地出産的相思樹皮和石榴樹葉等作爲原料,經煮煮濃縮後作爲鑽井液的稀釋劑;利用海草煮液,加入苛性鈉皮爲藻酸鈉,用來調整鑽井液粘度。


40年代,甘肅油礦在礦場工程室內設立了“泥漿”試驗室,這是我國第一個“泥漿”研究機構,由工程師黃先馴負責。黃先馴自行配制了一套“泥漿”研究設備——如天平、漏鬥粘度計、“泥漿”檢驗儀器等,有關鑽井液原料、性能都能試驗。在1947年采用單甯酸鈉處理鑽井液成功以後,又在1948年試驗成功糊化澱粉鑽井液,經鑽123號井時試用性能良好。


總體上看,我國解放前的鑽井事業比較落後,在鑽井液方面,只是從“黃泥加水”的自然泥漿發展爲使用丹甯堿液等少量添加劑處理泥漿。泥漿性能測試儀器也十分簡陋。


我國自解放後至60年代中期,是社會主義建設的開始時期,隨著經濟建設的大規模進行,鑽井事業有了很大的發展,與之相應的鑽井液技術也有了較大發展,發展的規律與世界發展規律相似。最初是鈉基(淡水)爲基礎的細分散鑽井液,在井淺、地層較簡單的情況下,有它的優越性,可就地取材、成本低,密度可在較大幅度範圍內調整,通過化學處理,其性能也能保持穩定。但鑽遇複雜地層,如大段泥、頁岩層,厚岩鹽層,石膏層及其他可溶性鹽類地層,這類鑽井液抗汙染能力差,粘度和切力急劇增加,濾失量增大,維持穩定性能比較困難。于是發展了石灰、石膏及氯化鈣爲絮凝劑的鈣處理鑽井液及鹽水鑽井液。由于它們具有抗鈣侵,鹽侵及粘土侵,流動性好和性能較穩定的優點,在我國得到了廣泛的應用。這樣,泥漿類型就由細分散泥漿發展到粗分散抑制泥漿。與此同時,我國開始研究深井泥漿,泥漿處理劑特別是有機處理劑出現了多種産品,如煤堿劑,野生植物制劑等。1962年前後,制成羧甲基纖維素(CMC),1965年後研制成鐵鉻木質素磺酸鹽(FCLS)等。泥漿性能測試已經有成套的仿蘇式儀器供應。


60年代末70年代初,我國鑽井液工作又上了一個新台階。高分子有機處理劑和表面活性劑的品種越來越多,經驗也越來越豐富,在幾個地區相繼鑽成了若幹口超深井,成功地發展和推廣了低固相鐵鉻鹽混油鑽井液、低固相鐵鉻鹽鹽水鑽井液及低固相弱酸性飽和鹽水鑽井液。有的地區還根據地層特點,就地取材,創造了符合本地區特點的鑽井液,如使用野生植物作爲鑽井液處理劑來配制鑽井粉,以及使用褐煤氯化鉀鑽井液、褐煤石膏鑽井液等。


70年代中期到80年代中期,鑽井技術和鑽井液工藝,在對外開放吸收世界先進技術的政策鼓舞下有了較快的發展。此期間推廣了聚丙烯酰胺不分散低固相泥漿;研制了包括抗高溫處理劑、生物聚合物處理劑、油包水乳化加重鑽井液以及抑制性強、流變性好、性能穩定的防塌體系在內的多種新型處理劑。這樣,鑽井液在減阻潤滑、護壁堵漏、提高鑽速、排碴淨化和增強自身穩定性方面發揮出更強的功能。至1985年,鑽井液處理劑已達到16類114種。同時,在鑽井液技術管理方面逐步實現標准化、規範化,更新了全部泥漿性能測試儀器;推廣了固相控制設備。


80年代末、90年代以来,我国钻井液技术又有了较大的发展。泡沫、充气泥浆等低密度钻井液研究成功并得到推广,克服了低压地层、缺水地区钻进的困难;两性离子型聚合物钻井液、阳离子聚合物钻井液、钾盐钻井液、钾石灰钻井液的应用有效地解决了一些地区井壁失稳的老大难问题;聚合物磺化钻井液等的应用,改善了高温高压条件下钻井液的性能,减少了井下复杂情况的发生,深井和超深井钻速明显提高,降低了钻井液的费用;钻井液的流变模式、钻井液在大、小口径钻孔中的循环行为研究在不断深入;泥浆在循环过程中的各种性能参数的自动检测系统和电子计算机智能专家系统已开始试用于钻井液的控制;水平井钻井液技术围绕水平井五大难题:携屑机理,防止岩屑床的形成和重晶石的沉淀,井壁稳定力学与化学因素耦合的研究,保护油层技术,钻井液润滑性及防卡等取得了系统的研究成果,日趋成熟;泥浆净化、固相控制工作受到重视,许多鑽機配备了振动筛、除砂器、除泥器及罐式循环系统,深井及超深井还配备了离心机,钻井液含砂量明显降低;为解决泥浆护壁堵漏与提高油、气、水生产地层渗透率这一突出矛盾,在暂堵剂研究的基础上,运用生物技术研制出的一种具有暂堵特性的钻井液在我国最新问世。


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