鉆井液的具體作用

  旋轉鉆井初期，鉆井液的主要作用是把巖屑從井底攜帶至地面。目前，鉆井液被公認為至少有以下十種作用：

 

  （1） 清潔井底，攜帶巖屑。保持井底清潔，避免鉆頭重復切削，減少磨損，提高效率。

 

  （2） 冷卻和潤滑鉆頭及鉆柱。降低鉆頭溫度，減少鉆具磨損，提高鉆具的使用壽命。

 

  （3） 平衡井壁巖石側壓力，在井壁形成濾餅，封閉和穩定井壁。防止對油氣層的污染和井壁坍塌。

 

  （4） 平衡（控制）地層壓力。防止井噴,井漏，防止地層流體對鉆井液的污染。

 

  （5） 懸浮巖屑和加重劑。降低巖屑沉降速度，避免沉沙卡鉆。

 

  （6） 在地面能沉除砂子和巖屑。

 

  （7） 有效傳遞水力功率。傳遞井下動(dòng)力鉆具所需動(dòng)力和鉆頭水力功率。

 

  （8） 承受

 

  鉆桿和套管的部分重力。鉆井液對鉆具和套管的浮力，可減小起下鉆時(shí)起升系統的載荷。

 

  （9） 提供所鉆地層的大量資料。利用鉆井液可進(jìn)行電法測井，巖屑錄井等獲取井下資料。

 

  （10）水力破碎巖石。鉆井液通過(guò)噴嘴所形成的高速射流能夠直接破碎或輔助破碎巖石。

 

  很久以前，人們鉆井通常是為了尋找水源，而不是石油。實(shí)際上，他們偶然間發(fā)現石油時(shí)很懊惱，因為它把水污染了！最初，鉆井是為了獲得淡水和海水，前者用于飲用、洗滌和灌溉；后者用作制鹽的原料。直到 19 世紀早期，由于工業(yè)化增加了對石油產(chǎn)品的需求，鉆井采油  才逐漸普及。

 

  有記載的最早的鉆井要追溯到公元前三世紀的中國。他們使用一種叫做繩式頓鉆鉆井的技術(shù)，實(shí)現方式是先使巨大的金屬鉆具下落，然后用一種管狀容器收集巖石的碎片。中國人在這項技術(shù)上比較領(lǐng)先，中國也被公認為是第一個(gè)在鉆探過(guò)程中有意使用流體的國家。此處所講的流體是指水。它能軟化巖石，從而使鉆具更容易穿透巖石，同時(shí)有助于清除被稱(chēng)作鉆屑的巖石碎片。（從鉆孔中清除鉆屑這一點(diǎn)非常重要，因為只有這樣，鉆頭才能沒(méi)有阻礙地繼續深鉆。）

 

  1833 年，一位名叫弗勞威勒 (Flauville) 的法國工程師有一次觀(guān)察繩式頓鉆鉆井作業(yè)。作業(yè)進(jìn)行中，鉆井設備鉆出了水。這時(shí)他意識到噴出的水對把鉆屑從井中提出會(huì )非常有效。使用流動(dòng)的液體從鉆孔中清除鉆屑的原理由此確立。他設想了一種裝置，按照這一設想，泵將水沿鉆桿的內側送至鉆孔內，而當水經(jīng)鉆桿和鉆孔壁間的縫隙返回到地表后，就會(huì )將鉆屑一并帶出。此操作程序沿用至今。

 

  1900 年，在德克薩斯州的 Spindletop 鉆探油井期間，鉆井工人驅趕一群牛趟過(guò)了一個(gè)灌滿(mǎn)水的地坑。被牛趟過(guò)的水坑中就會(huì )形成泥漿，它是一種粘稠的、泥漿狀的水和泥土的混合物，鉆井工人用泵將它送入鉆孔中。鉆井液如今仍被稱(chēng)作泥漿，但工程師們已不再只依賴(lài)水和泥土作為鉆井液的原料。他們對混合物的成分進(jìn)行精心調配，以滿(mǎn)足各種鉆探條件下的具體需要?，F代化的鉆井液確實(shí)是油井的命脈。今天如果沒(méi)有它們，就不可能鉆出深井。

 

  旋轉鉆探已基本上取代了繩式頓鉆鉆井。使用這種技術(shù)時(shí)，鉆頭位于旋轉巖管的末端。鉆探過(guò)程與使用手持式電鉆或螺絲鉆鉆入一塊木頭的過(guò)程類(lèi)似。不象鉆木頭那樣只鉆入幾英寸或幾厘米，現代油井可深達地下幾千英尺或幾千米。鉆木時(shí)，鉆屑沿孔道的螺旋槽被從鉆孔中帶出。這種方法對鉆淺孔有效，卻不適用于鉆探深井。鉆探深井時(shí)，鉆屑是隨循環(huán)泥漿一起被帶到地表上。油井鉆得越深，就愈加體現出鉆井液的重要性。它的用途很廣并可解決各種問(wèn)題，而這些問(wèn)題各處差異極大。