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我國工程漿液發展概況

人氣:214 評論:0 日期:2017-04-12 10:05:27 標簽: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巖屑,這就是鉆井液的最初使用。一直到20世紀初,清水作為鉆井液伴隨著鉆井作業經歷了漫長的歲月。 


我國用泥漿作為鉆井液始于1937年。在四川油礦勘探鉆進巴1井時,使用井場附近田間的粘土,噴射水流使之分散成漿。當時對鉆井液原材料的使用、配制及性能控制均很簡單、粗糙。1941年~1942年,為了制止井噴,玉門油礦從用鐵礦粉到用重晶石粉等,成功地配制了密度為1.80g/cm3的鉆井液。與此同時,臺灣油礦勘探處為了提高鉆井液質量,尋找了當地出產的相思樹皮和石榴樹葉等作為原料,經煮煮濃縮后作為鉆井液的稀釋劑;利用海草煮液,加入苛性鈉皮為藻酸鈉,用來調整鉆井液粘度。


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、漏斗粘度計、“泥漿”檢驗儀器等,有關鉆井液原料、性能都能試驗。在1947年采用單寧酸鈉處理鉆井液成功以后,又在1948年試驗成功糊化淀粉鉆井液,經鉆123號井時試用性能良好。


總體上看,我國解放前的鉆井事業比較落后,在鉆井液方面,只是從“黃泥加水”的自然泥漿發展為使用丹寧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。


我國自解放后至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,鉆井事業有了很大的發展,與之相應的鉆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)為基礎的細分散鉆井液,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,密度可在較大幅度范圍內調整,通過化學處理,其性能也能保持穩定。但鉆遇復雜地層,如大段泥、頁巖層,厚巖鹽層,石膏層及其他可溶性鹽類地層,這類鉆井液抗污染能力差,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、石膏及氯化鈣為絮凝劑的鈣處理鉆井液及鹽水鉆井液。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產品,如煤堿劑,野生植物制劑等。1962年前后,制成羧甲基纖維素(CMC),1965年后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,我國鉆井液工作又上了一個新臺階。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,在幾個地區相繼鉆成了若干口超深井,成功地發展和推廣了低固相鐵鉻鹽混油鉆井液、低固相鐵鉻鹽鹽水鉆井液及低固相弱酸性飽和鹽水鉆井液。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鉆井液,如使用野生植物作為鉆井液處理劑來配制鉆井粉,以及使用褐煤氯化鉀鉆井液、褐煤石膏鉆井液等。


70年代中期到80年代中期,鉆井技術和鉆井液工藝,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、油包水乳化加重鉆井液以及抑制性強、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,鉆井液在減阻潤滑、護壁堵漏、提高鉆速、排碴凈化和增強自身穩定性方面發揮出更強的功能。至1985年,鉆井液處理劑已達到16類114種。同時,在鉆井液技術管理方面逐步實現標準化、規范化,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年代以來,我國鉆井液技術又有了較大的發展。泡沫、充氣泥漿等低密度鉆井液研究成功并得到推廣,克服了低壓地層、缺水地區鉆進的困難;兩性離子型聚合物鉆井液、陽離子聚合物鉆井液、鉀鹽鉆井液、鉀石灰鉆井液的應用有效地解決了一些地區井壁失穩的老大難問題;聚合物磺化鉆井液等的應用,改善了高溫高壓條件下鉆井液的性能,減少了井下復雜情況的發生,深井和超深井鉆速明顯提高,降低了鉆井液的費用;鉆井液的流變模式、鉆井液在大、小口徑鉆孔中的循環行為研究在不斷深入;泥漿在循環過程中的各種性能參數的自動檢測系統和電子計算機智能專家系統已開始試用于鉆井液的控制;水平井鉆井液技術圍繞水平井五大難題:攜屑機理,防止巖屑床的形成和重晶石的沉淀,井壁穩定力學與化學因素耦合的研究,保護油層技術,鉆井液潤滑性及防卡等取得了系統的研究成果,日趨成熟;泥漿凈化、固相控制工作受到重視,許多鉆機配備了振動篩、除砂器、除泥器及罐式循環系統,深井及超深井還配備了離心機,鉆井液含砂量明顯降低;為解決泥漿護壁堵漏與提高油、氣、水生產地層滲透率這一突出矛盾,在暫堵劑研究的基礎上,運用生物技術研制出的一種具有暫堵特性的鉆井液在我國最新問世。


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