盐膏层对于石油钻井而言,虽不是钻探的主要目的层,却是良好的油气层顶部盖层。地质学家研究表明,巨厚盐膏层下面往往蕴藏着大型油气田,盐下油气藏的勘探开发已成为当今油气勘探的重要趋势。3月份的日本地震导致的盐荒,让我们义联想到盐矿的开采,盐矿开采中钻井水溶法就是本文所提及的钻井工程技术之一。由于具有独特的性能,盐膏层往往导致钻完井施工复杂且井下事故频发。特别是井眼形成后的盐层蠕动,常造成井眼失稳、掉块、坍塌、卡钻、固井后套管被挤毁等事故。这些复杂情况和事故可概括为八个字“溶、缩、胀、漏、涌、塌、卡、损”[1],造成这些事故的根本原因是盐膏层破坏钻井液的性能,形成井眼后盐膏层极易发生塑性变形,且蠕变速率高。面对与人类息息相关的石油和盐资源,顺利钻穿盐膏层是盐下油气勘探开发技术难点之一,也是盐矿能顺利开采的第一门槛。　　 研究盐膏层岩石理化性能、蠕变规律和机理,并结合盐膏层对钻井工程的危害,提出盐膏层钻井的主要技术措施:确定合理的井身结构和套管设计、确定盐膏层钻井液密度、钻井液体系的设计与优化、盐膏层钻井工程技术措施的优化。而本论文主要对盐膏层钻井液体系的设计和应用做进一步的研究。　　 从20世纪70年代到现在,欠饱和和饱和盐水钻井液已得到广泛的应用。在各采矿工程和油田钻井实践中,有四种典型的高密度饱和盐水钻井液体系,即聚合物饱和盐水钻井液、氯化钠+氯化钾过饱和盐水钻井液、氯化钾聚磺饱和盐水钻井液和氯化钠+氯化钾复合饱和盐多元醇钻井液。随着水基钻井液在处理盐膏地层缺陷性的显露,也研发了新型抗盐钻井液体系,例如油基钻井液,甲酸盐钻井液等。然而,这些新型钻井液体系所用添加剂种类繁多,且用量大,钻井液成本高,从而限制其广泛的运用。本文在总结前人研究盐水钻井液技术的基础上,给出在盐水钻井液技术的研究重点:　　 (1)合理的钻井液配方及其作用机理　　 由于地域上的差异。一个地区盐膏层钻进的经验不一定适合于另一个地区。因此,死板的套用已有盐水钻井液体系是不能从根本上解决问题的。例如,防止盐岩地层出现卡钻现象的传统方法就是采用饱和盐水钻井液或高密度钻井液。然而,高温高压地层钻井中的压力和温度变化较大,会造成盐的重结晶,进而引起卡钻问题；盐层上部有漏失或软弱地层,加大钻井液密度更容易导致钻漏或井壁坍塌,造成更大的经济损失。因此,钻井液与地层之间既要达到化学平衡又要达到力学平衡。针对地层物化特性,研究钻井液体系配方及钻井液与地层的相互作用是盐膏地层钻井液技术的关键问题。　　 (2)有针对性的盐水钻井液和其性能维护　　 众所周知,盐膏层钻井施工难度大,且事故问题繁多。而且,盐膏层钻井液的配制及其性能的维护随着井深的增大也面临更大的挑战。所以,除了根据地层岩性选择针对性的性盐水钻井液,还要对盐水钻井液的性能维护制定一套全面、有效的方案。　　 (3)盐水钻井液的Cl-浓度的确定和密度的确定　　 盐水钻井液氯离子的浓度和密度都跟盐层的蠕变速率有关,欠饱和盐水钻井液可以很好的保证钻孔持续进行低密度钻进,使盐岩的溶解和孔壁的缩径达到动态的平衡,进而保正井壁稳定。　　 (4)盐水钻井液的成本问题　　 一般的欠饱和盐水钻井液所用的添加剂有七八种,高密度聚合物饱和盐水钻井液所用的添加剂更是有十五种之多,且其部分加量高达5～7％,直接导致钻井液成本增高。油基钻井液和新型的钾酸盐钻井液虽然是很好的盐膏层钻井液,但是都因为其价格昂贵,易污染环境而很少使用。　　 本文从盐水钻井液添加剂的作用机理出发,结合舞阳Y4井钻井液技术研究,在充分调研的基础上,进行了钻井液材料的复配和优选,同时结合大量的室内实验、现场实验和现场应用,进行配方和工艺再研究,最后设计出改性的饱和盐水钻井液配方,且成功地应用于工程现场,并取得了一定成果。本文的具体研究内容如下:　　 1)分析了盐膏层的理化性能和蠕变规律,总结出了盐膏层对钻井液的性能要求。　　 2)分析并归纳出了欠饱和和饱和盐水钻井液特点、使用范围及其配制和维护技术。并给出了欠饱和钻井液的密度和氯离子浓度与缩径率的关系。　　 3)分析并总结出各种抗盐、抗钙添加剂的作用机理及其适合舞阳Y4井的添加剂。　　 4)根据舞阳Y4井地层情况,配制出了一套不仅满足了常规钻井施工需要,而且是适应性、环保性、经济性相结合的盐水钻井液配方。　　 5)根据盐膏层的特性和盐水钻井液与地层的作用原理,总结出一套测试盐水钻井液的室内实验,其中有:钻井液的抗盐侵试验、Cl-检测的滴定实验、剪切稀释实验、护壁护胶试验、页岩回收率试验、膨胀量试验和钻井液的泥皮检测试验等。　　 本文结合盐水钻井液理论研究,现场所用配方有确定分析,进行了大量的室内试验,研制出一套有针对性的盐水钻井液配方,并很好的运用于现场。本论文的创新之处可概括为两点,其一是研究出一套有针对性的盐水钻井液,能满足实际工程的需要,保证钻井工程顺利的完井,并且配方的添加剂种类少和用量适中、成本低,钻井液维护方便。其二,针对盐水钻井液体系,总结出一套较完整全面的室内选配实验。　　 最后,通过本文研究得出了相关的结论,也在此基础上提出了盐水钻井液的进一步研究思路和建议。盐膏层钻井技术研究是一个庞大而复杂的系统研究,本文仅是针对其盐水钻井液的初步探讨,尚有诸多因素没有深入考虑,有待于进一步的深入研究。