提出并采用了“提高液相密度、合理控制坂含、释放自由水、活化加重剂、高效稀释剂、降低粘度效应、减少处理剂种类、简化体系等”理论和观点,但现场使用往往顾此失彼,仍未能彻底解决流变性、失水造壁性和抑制性等;
钻井实践中暴露出的问题也很突出,未能得到有效解决,主要表现在:①组成复杂、体系多不统一、坂含高、固含高;②处理剂多而杂、不配套、加量大,粘度效应高;③有的钻井液体系适应地层的能力还不匹配,如抗盐层盐水层、盐膏层、钻屑等污染能力有限,性能时好时坏,特别是流变性波动大(粘、切控制难),有待于深入研究与规范;④处理剂的适应性和使用不规范,不同的区块(区域)、不同的井段,没有适应性强的对应处理剂和由此组成的对应标准钻井液体系。处理剂评定原则不规范、无科学性指导依据,无系统完善的检测标准体系;
⑤加强加重材料质量检测,如纯度、密度、粒度等,避免粘度效应高、摩阻大;⑥虽注重加重材料的研究与使用和成本的控制,没有加强提高液相密度、降低加重材料用量、减少粘度效应等方面的研究;⑦固控设备不完全配套。对于高密度水基钻井液体系流变性难以控制和加重剂流失的问题,全凭经验掌控,应采用哪些或哪(几)级固控设备,无依据或标准可寻;⑧流变性、失水造壁性和抑制性等协调统一问题,仍然是高密度水基钻井液体系未能解决的核心技术难题。
低密度水基钻井液体系高温减稠
解决办法:将原来的磺化处理剂改为阳离子型磺化处理剂,调整粘土含量,控制PH值,添加非离子表面活性剂,提高体系抗温能力、处理剂吸附能力、吸附量和护胶能力,可使低密度水基钻井液体系高温减稠得到有效控制。
高温(150℃以上)、高密度(2.30g/cm3以上)水基钻井液体系流变性、失水造壁性不协调。
解决办法: (1)降低配浆土量,减少钻井液中低密度固相含量,提高高密度水基钻井液流变性的可控性;(2)释放自由水,增强高密度水基钻井液流动性;(3)使用甲酸盐(如KCOOH、CsCOOH等)提高液相粘度,降低加重材料用量,降低粘度效应;(4)对加重剂进行活化,降低加重材料对高密度水基钻井液产生的粘度效应;(5)提高处理剂高温吸附量和护胶能力。
高温(180℃以上)、高密度(2.30g/cm3以上)高矿化度水基钻井液体系流变性控制与维护难
解决办法:在2)基础上将配浆土改为抗盐土,同时充分利用磺化处理剂的高温适度交联,发挥利用高温改善钻井液性能的作用效果,可使其流变性得到有效改善。
高温高密度高矿化度水基钻井液体系PH控制难
解决办法:高温对粘土的分散作用和处理剂的高温降解是体系PH值降低的主要原因,不能用加碱的办法来解决,要具体问题具体分析,可加弱还原剂、表面活性剂、PH控制剂等调节。
处理剂种类多、加量大、体系复杂,流变性、失水造壁性和抑制性之间的协调统一问题,仍然是高密度水基钻井液体系未能解决的核心技术难题
(1)将坂含控制在“粘土量限”以内,低于上限、靠近下限,配浆土造浆能力强;(2)亚微米粒子足够、大小级配合理,加入最后一级填充粒子即微粒子;(3)用结构性聚合物代替粘土,利用其水溶液粘度高、静结构强,来满足悬浮稳定性、沉降稳定性,不影响流变性,借助其它固相粒子建立造壁;(4)选用250-350目级配的活化铁矿粉(ρ4.85g/cm3)、250-320目级配的活化重晶石(ρ4.22g/cm3)复合加重,前后比例2:1;(5)在失水允许的情况下,自由水(游离水)尽量多;(6)采用抑制型稀释剂、降滤失剂;(7)采用有机盐(如甲酸钾或甲酸铯等)提高水相抑制性和密度,有利于抑制性、流变性协调统一。