随着我国油气资源的不断开采，开发区域不断向着边缘化扩充，石油钻探也逐渐由浅层向着深层、内陆向着沙漠区域以及山区等边远地带。在这些区域进行油气资源的钻探工作时往往遇到各种各样的复杂情况，岩性也复杂多变地层压力变化也较大，钻探存在着很大的难点，这在很大程度上增加了钻井成本与风险。据资料显示，K区块虽然具有优越的油气地质条件，但由于其地质条件复杂性，在钻井过程中表现出一些难点，严重影响了钻井工作的效率，因此，针对该地区钻井工程技术难点，采用高效合理的钻井液体系，可以有效的保证该区块构造的优快安全钻井的实施。虽然在该区块使用过高密度钻井液，但由于钻井液体系配方复杂，处理剂品种多，而且钻井液体系相对较复杂。本论文主要对高密度钻井液配方展开优化，有针对性的对该地区的地层特征进行针对性研究，使钻井液技术和配套处理剂更好地适应于该区块其他井位的钻进。

1 钻井液配方优选

1.1 配方初试

根据邻井资料显示，高密度水基钻井液体系有聚磺钻井液和盐水钻井液两种基本体系，但考虑到目前采用KCl-欠饱和盐水钻井液，因此高密度钻井液也采用KCl-欠饱和盐水钻井液体系技术思路，以下几个配方也是基于这种情况进行的初步实验，目的是考察高密度钻井液的流变性、失水造壁性等情况。

实验设计密度 ρ=2.5g·cm-3，老化条件：120℃×16h。

基本配方（1） 2%般土浆＋15%NaCl+5%KCl+0.1%KPAM＋1%TEX＋1%腐植酸钾＋2%SMP-2＋3%KCl＋加重剂；

基本配方（2） 2%般土浆+盐水（15%NaCl+5%KCl+3%Na2SO4）＋2%海泡石＋1%TEX＋1%腐植酸钾＋2%SMP-2＋加重剂。

配方 1：1.2%般土 +0.3%KPAM+0.1%XC＋0.4%LV-PAC＋3%SPNH＋3%SMP-Ⅱ＋3%TEX＋5%KCl+15%NaCl＋3%Na2SO4+2%润滑剂＋（490g重晶石＋500赤铁矿/300mL）；

2#配方：基本配方（2）+重晶石

3#配方：基本配方（1）+铁矿粉

4#配方：基本配方（2）+铁矿粉

 

表1 钻井液的初步实验结果Tab.1 Preliminary experimental results of drilling fluid

  

注：老化条件：120℃×16h；测定温度：40℃。

 

编号 状态 YP/PaΦ6/Φ3 APIFL/mL密度/g·cm-3滚前 100 45 55 65/45滚后 54 40 14 26/25 89 2.5滚前 55 35 20 20/17滚后 45 30 15 17/14 81.8 2.49滚前 53.5 21 32.5 47/41滚后 33.5 22 11.5 22/20（瞬5mL）90 2.48滚前 33 25 8 20/18滚后 31 24 7 18/17（瞬4mL）60 2.43/MPa·s AV PV 1# 2# 3# 4#

饱和盐水体系加入SMP-2后两种加重体系都起泡严重，加消泡剂只能消去部分泡沫。用重晶石加重的两种体系滚后老化罐有沉降，API滤失实验时滤饼都特别厚。从表1分析认为，高密度钻井液首先需要解决体系的滤失问题。

2 结果与讨论

2.1 降失水剂优选

4#：1#+1%橡胶粉（400目）；

3#：1#+1%TEX；

图5为在自然风速5m/s时，相同喷雾条件下，辅助气流速度对雾滴飘失率的影响。从图5中可以看到：无辅助气流时，雾滴飘移率在50%以上；有辅助气流时，雾滴飘移率明显减少。雾滴的飘移率随着辅助气流速度增大而减小。增大辅助气流速度，增加流场向下气流速，而且对周围流场的影响范围也相应增大，能够胁迫更多和大粒径雾滴向标靶运动。

但目前为止，高校机构知识库的功能还有待进一步完善。比如，高校机构知识库收集师生个人研究成果并不是很齐全、系统，对大部分零次信息、灰色文献基本没有收录也无法收录齐全，存在于人脑中的知识、经验等更是无法收录。

首先，对比原文可以发现，译文语序有了很大的调整，原文的一个复杂长句在翻译过后，反而显得很零碎，这样的调整更能够凸显妇女在得知审判结果后觉察不公的气愤之情，其实只要稍加留心就可以发现，我们平时在生气时喊出来的话，都是片段式且较为零碎的，因此很贴合实际语境。而在这种语境烘托下，“无缘无故”和“法律对他只能这样了”中的“只”字增译能够使读者从只言片语中体会妇女对这种审判不公的绝望和愤慨，由词到景，这种增译更能体现反讽的力量，体现马克·吐温通过妇女的言语对法律以及法官的强烈反讽。

2#：1#+1%腐殖酸钾；

画面可见落款的作品有38件。14件作品可见年款；其中10件作品有中文、外文结合的署名，即“铁夫 李玉田”+“L、Y、TEIN”（图3）及年款；4件作品包含了外文署名（“T、F、LEE”）（图4）及年款。另有25件作品仅有外文署名，即“T、F、LEE”（图5），无年款。

1#：用重晶石加重；

以KCl-欠饱和盐水（15%NaCl+5%KCl+3%Na2SO4）钻井液为目标，设计密度 1.50g·cm-3，以低土含的配方：2%般土浆＋0.3%KPAM＋2%SMP-2为基础，研究了不同加重方式及降失水剂的降滤失情况，实验结果见表2。

5#：用赤铁矿加重（1200目）。

 

表2 密度为1.50SG时不同降失水剂的作用效果Tab.2 Effect of different water loss reducing agent when the density is 1.50SG

  

编号 状态 YP/Pa Φ6/Φ3 APIFL/mL /MPa·s AV PV 1# 2# 3# 4# 5#滚前 20 13 7 8/7滚后 14 11 3 4/3滚前 15.5 10 5.5 7/6滚后 14 12 2 3/2滚前 20 12 8 7/6滚后 14.5 12 2.5 3/2滚前 20 14 6 7/6滚后 14.5 12 2.5 3/2滚前滚后10.8 22.8 8 20.8 15.5 8 7.5 6/5 10 9 1 2/1 63.2（瞬 4）

由表2实验结果发现，1#～3#配方老化罐底部大量沉淀，4#固相大量沉降，5#底部明显很多固相沉降。但从滤失量结果来看，相同的配方，铁矿粉加重的钻井液滤失量要明显高于重晶石加重的滤失量，TEX和SMP组合对高密度钻井液的滤失量控制非常有利，而腐殖酸钾对钻井液体系有降粘和增大滤失量的作用。

2.2 降滤失剂的进一步优选

由表5实验数据分析，结合前面TEX加量的影响，得出以下基本结论：

 

表3 钻井液性能Tab.3 Performance of drilling fluid

  

注：老化条件：80℃×16h；测定温度：30℃。

 

状态 YP/Pa Φ6/Φ3 APIFL/mL滚前 26.5 25 1.5 1/0滚后 16.5 17 — 0/0 2.8/MPa·s AV PV

（2）同等配方条件下，TEX的加量增大也会对体系粘度产生较大影响。

2.3 沉降稳定性调节

高密度水基钻井液沉降稳定性也是一个关键技术，前述实验中也暴露出这个问题，为增加高密度水基钻井液体系的沉降稳定性，考虑引入生物聚合物XC，因为XC是所有聚合物中悬浮能力最好的，设计钻井液密度ρ=1.9g·cm-3，钻井液配方：1.2%般土浆＋0.3%KPAM+0.15%XC＋0.4%LV-PAC＋3%SPNH＋3%SMP-Ⅱ ＋3%TEX＋5%KCl+15%NaCl+3%Na2SO4+2%润滑剂，重晶石加（490g重晶石/300mL），实验结果见表4。

 

表4 XC对高密度钻井液性能影响Tab.4 Effect of XCon performance of high density drilling fluid

  

注：老化条件：80℃×16h ；测定温度：30℃。

 

状态 Φ6/Φ3滚前 73.5 46 32/29 - -滚后 35.5 30 3/2 3.2 5.2/MPa·s AV PV YP/PV 27.5 0.598 5.5 0.183 YP/Pa/mL APIFL HT H PFL

实验结果表明，老化后老化罐未发现有加重材料的沉淀，说明XC是能够提高钻井液的沉降稳定性能的。

2.4 XC、LV-PAC加量对钻井液体系性能的影响

为考察XC和LV-PAC对钻井液体系沉降稳定性和流变性影响，设计了以下实验：

本试验采用柱端加载装置进行加载，试验加载装置如图2所示。在柱下端设置固定铰约束，左右梁端设置链杆约束，水平荷载由MTS电液伺服作动器施加，竖向荷载由稳压千斤顶施加，在千斤顶底座与反力梁之间设置滚轮，以保证在水平加载过程中千斤顶能跟随柱顶实时水平移动。图3为试验加载装置现场。

1#配方：基本配方（1）+重晶石

配方 2：1.2%般土 +0.3%KPAM+0.1%XC＋0.2%LV-PAC＋3%SPNH＋3%SMP-Ⅱ＋3%TEX＋5%KCl＋3%Na2SO4＋15%NaCl+2%润滑剂＋（490g重晶石＋500赤铁矿/300mL）。实验结果见表5。

 

表5 XC和LV-PAC对钻井液体系性能影响Tab.5 Effect of XCand LV-PACon the performance of drilling fluid system

  

编号 状态 AV/MPa·s PV/MPa·s YP/Pa Φ6/Φ3密度/g·cm-3滚前 110 67 43 68/70滚后 56 44 12 10/9 2.46滚前 80.5 52 28.5 52/54滚后 44.5 37 7.5 5/4 2.46老化条件：120℃×16h 测定温度：30℃APIFL/mL HTHPFL/mL 1# 2#3.6 10.4 4 22.4

从前述实验已知，TEX（磺化沥青）和SMP-2组合对降低高密度水基钻井液非常有利，在此基础上再优选合适的降失水剂，使得钻井液体系滤失量能控制在一个适当的范围，对SPNH，SMP-2和TEX几种常用磺化物降滤失剂进行综合评价。为此设计钻井液密度 ρ=1.9g·cm-3，配方：1.2%般土浆＋0.4%LV-PAC＋3%SPNH＋2%SMP-2＋3%TEX＋5%KCl+15%NaCl+3%Na2SO4＋2%润滑剂，用重晶石加重（490g重晶石/300mL）。实验结果见表3。

（1）XC和LV-PAC加量是影响体系粘切的主要因素。同等XC加量下，提高LV-PAC加量能使体系明显增稠。

2018年9月26日，日本原子力规制委员会(NRA)批准东海2号机组重启，但前提是完成一系列安全改进措施。

实验发现，老化后的钻井液有大量沉淀，但高搅后测其API滤失量很小，只有2.8mL，说明对于低土含的高密度水基钻井液，SPNH、SMP-2和TEX是有效的降滤失剂。

3）影响矿化床长期运行的主要影响因素有进水水质、环境温度、床层及渗沥液的复氧能力、矿化垃圾反应床的表面管理等，并根据实际运行情况提出相应的解决措施。

（3）0.4%LV-PAC和 3%SPNH，3%SMP-Ⅱ，3%TEX能协同降低体系滤失量。适量的XC不仅能提供体系需要的粘切还能进一步改善体系的滤失特性。但是在3%SPNH，3%SMP-Ⅱ和3%TEX处理剂基础上，LV-PAC对降低体系滤失的贡献要明显优于XC。

综合以上的研究与分析，优选出高密度水基钻井液的基本配方：1.0%～1.2%土+0.3%KPAM+0.2%NaOH+0.1%XC＋0.4%LV-PAC＋3%SPNH＋3%SMP-Ⅱ ＋3%TEX＋5%KCl+15%NaCl＋3%Na2SO4+2%聚合醇润滑剂。

座谈会结束后恰到晚饭时间，大春在当地最好的酒店宴请来客。饭桌上调研团的领导们非常平易近人，大春在给该社团的会长敬酒时，会长毫不讳言地夸赞说：你年纪轻轻就取得如此成果，可喜可贺啊，今后除了要带动地方经济腾飞，也要多多支持我们社团发展呀。大春感动地说：愿尽绵薄之力。会长借机说：我看我们社团可以在这家公司设立专门研究农业发展的分支机构，就以大春的公司为试点，将好的经验和做法向全省推广嘛。大春说：那太好了，需要我们公司做什么尽管开口。会长说：只要你们公司给我们的分支机构免费提供一间办公室就行了，并成为我们社团的常务理事单位，这样后续工作就好开展了。大春举起杯中绵柔酒，一饮而尽谢恩情。

其中降失水剂由SPNH、SMP-Ⅱ和TEX组成，土、XC和LV-PAC作为沉降稳定剂，而LV-PAC也有辅助降滤失作用，KPAM作为包被剂。

（5）临爆前，与爆破井相邻的其他桩井作业人员全部撤离到地面安全地点，爆破清渣前检查护壁情况，一旦发现护壁变形或坍塌，要首先排除险情，加固支护。

2.5 不同密度体系性能

淡水+1%土鹏润+0.3%KPAM+0.10%XC+0.4%LV-PAC+3%SPNH+3%SMP-2+3%TEX+0.2%NaOH+0.2%纯碱+2%润滑剂+5%KCl+15%NaCl+3%Na2SO4。研究了3个密度点钻井液性能，密度1.50g·、2.00g·cm-3用重晶石加重，密度 2.50g·cm-3先用重晶石加重至2.0g·cm-3再用铁矿粉加重至2.5g·cm-3。

 

表6 不同密度时钻井液体系性能Tab Performance of drilling fluid system with different density

  

注：热滚条件：密度1.50时，老化条件80℃×16h；密度2.00时，老化条件100℃×16h；密度2.50g·cm-3时，老化条件120℃×16h。

 

体系密度/g·cm-3 条件 AV/MPa·s PV/MPa·s YP/Pa YP/PV HTHPFL/mL 1.504/3 3/2 2.0 2.00 Φ6/Φ3 APIFL/mL滚前滚后32.5 24 24 20 8.5 4 0.35 0.20 7.2 2.50滚前 52.5 43 9.5 0.22滚后 42.5 35 7.5 0.21 7.6滚前 95.5 72 23.5 0.33滚后 61.5 52 9.5 0.18 9.6 5/4 4/3 2.4 9/7 4/3 2.4

根据上述实验研究所优化出的适合该高温高密度高矿化度钻井液配方：淡水+1%膨润土+0.3%KPAM+0.20%NaOH+0.10%XC+0.40%LV-PAC+3%SMP-2+3%SPNH+3%TEX+5%KCl+3%Na2SO4+15%NaCl+0.5%阳离子乳液301+2%润滑剂聚合醇。该钻井液具有较好的流变性、沉降稳定性和滤失造壁性。

3 结语

K区块在钻井过程中所表现出来的钻井复杂事故在很大程度上制约了该区块钻进的进程，这大大的增加了钻井成本也增大了钻井的风险。针对该区块所存在的种种复杂情况，笔者在室内对钻井液体系进行了优化，主要从降失水剂优选，沉降稳定性调节，XC、LV-PAC加量对钻井液体系性能影响以及不同密度体系性能的室内实验研究优化选出了在该区块比较适合的钻井液体系，适合在该区块后续井位的钻井中进一步的推广与应用。

参考文献

［1］ 杨小华，王中华.国内2001～2002年钻井液处理剂的研究与应用进展［J］.油田化学，2003，20（1）：89-93.

［2］ 高锦屏，郭东荣，孙明波，等.环保型水基钻井液添加剂-复合多元醇 SYP-1［J］.油田化学，2000，17（2）：97-99.

［3］ 田春雨，陈远数.加重剂的磁性对磨阻的影响极其机理探讨［J］.钻井液与完井液，2001，18（3）：15-17.