深井、超深井钻井一直是钻井业中的难题,在科学钻井技术得到广泛应用和钻井总体技术水平日益提高的今天,只有对油气井的控制技术发展了,才能有效地实施近平衡压力钻井。甲酸钾钻井液在发现油气层、保护和解放油气层上钻井液的发展也是阶段性的起到了很大的作用。
甲酸钾属于强碱弱酸盐,水溶液显弱碱性,随甲酸钾浓度增加,碱性增强,饱合溶液pH值为10.6,能进一步保障钻井井下安全、稳定井壁、提高钻速、保护储层等。所以在复杂地层深井、超深井及特殊工艺井钻井时,甲酸钾钻井液是现阶段使用广泛、效果也更好的添加剂。
井深方面
20世纪60年代后期至今,我国陆续完成1500余口深井及超深井钻探。1966年,完成第一口深井——松基6井,井深4719m;1976年,钻成第一口超深井——女基井,井深6011m;2005年,完成中国大陆科学钻探“科钻1井”,井深5158m;2006年,完成国内目前最深超深井——塔河1井,井深8408m。
井温方面
1993年和1995年,分别在西藏羊八井地热田实施了两口高温地热井(ZK4002和ZK4001):ZK4001井,1500m处放喷,井口温度达到200℃;ZK4002井,井深2006.8m,井底温度329.8℃,保持目前国内钻探施工钻遇温度的最高纪录。其余井施工温度均在250℃以下,如塔里木中英深1井,井深7258m,井底温度171℃;塔里木塔河1井,井深8408m,井底温度198℃;泌深1井,井深6005m,井底温度236℃。
高温处理剂
国内20世纪70年代以罗平亚院士为代表的一批学者研究开发出一系列抗高温处理剂。磺甲基褐煤(SMC)、磺化酚醛树脂(SMP-1、SMP-2)及酚醛树脂与腐殖酸的缩和物(SPNH)等抗高温降滤失剂,磺化丹宁(SMT)、磺化栲胶(SMK)等抗高温稀释剂。
现今以甲酸钾为主的甲酸盐钻井液体系。在钻进泥页岩地层的过程中,由于使用水基钻井液,泥页岩会发生水化渗透现象。甲酸钾钻井液浓度能有效抑制泥页岩地层孔隙流体浓度差异形成化学势梯度,泥页岩地层中,特别是含有大量蒙脱石的地层中,高价阳离子被其他低价阳离子置换而带负电,为了达到电荷平衡,从周围溶液中吸附正离子,形成扩散电势,成功地使用于深井、超深井钻井中
油气勘探开发领域在延伸扩大,钻井难度在增加,从陆上到滩涂浅海、从浅层到深层,对井控技术和钻井液的要求越来越高。甲酸钾钻井液的在90年代末已经被广泛使用的新型添加剂,能科学、安全、优质地实施快速钻井,满足越来越复杂的地层压力层系要求。