我國石油工程中水平井水基鉆井液的研究

董 林

（中石化華北分公司實驗中心,鄭州 450000）

在鉆井科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，水平井已經(jīng)成為常規(guī)鉆井技術(shù)之一，被廣泛的應(yīng)用到油藏勘探與開發(fā)生產(chǎn)中。為更好的實現(xiàn)綠色生產(chǎn)理念，需要對水平井水基鉆井液體系做進一步的研究，結(jié)合鉆井液技術(shù)多元化發(fā)展的特點，對存在的問題進行研究，從多個方面著手，選擇合適的措施進行管理，爭取不斷提高石油工程的生產(chǎn)效率。

1 水平井水基鉆井液體系分析

為了根本上擺脫油基鉆井液在水平井施工上的主導(dǎo)地位，改善上部及頁巖地層井壁穩(wěn)定性降低情況，以及改善水平段與斜井段鉆進卡鉆的情況，需要從保護儲層的角度出發(fā)，加強對水平井水基鉆井液體系的研究，爭取徹底解決環(huán)保問題。從長期施工經(jīng)驗來看，在選擇鉆井液時，可以利用先進的納米乳液來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的原油作為潤滑劑，形成一個新的鉆井液體系。而此體系的作用原理即利用納米乳液分子特點，將其吸附在固相顆粒的表面，對鉆井液內(nèi)部網(wǎng)架構(gòu)架進行加強，降低鉆屑水化分散情況的發(fā)生，保證整個鉆井液體系處于一個最優(yōu)的狀態(tài)，在整體上提高鉆井液攜砂能力與井眼凈化能力[1]。另外，與傳統(tǒng)鉆井液相比，納米乳液還具有熒光性與潤滑性等性能，可以準(zhǔn)確判斷鉆井過程中的油氣反應(yīng)，在很大程度上推動了油氣探尋的效果，并且也促進了環(huán)保工作的開展。通過對水平井水基鉆井液體系的管理，提高體系性能的穩(wěn)定性，從流變性、攜砂能力、剪切稀釋性以及潤滑性等多個方面分析，做好技術(shù)與工藝方面的管理工作，爭取不斷提高工程生產(chǎn)效率。

2 石油工程水平井水基鉆井液體系管理措施分析

2.1 做好現(xiàn)場維護管理

第一，應(yīng)預(yù)留足夠的井漿，以此來保證粘土含量滿足生產(chǎn)需求，同時還需要做好對濾失量的控制。在水平井作業(yè)前期，很可能會遇到造漿段水敏性泥頁巖地層，如果真遇到此種情況，則可以想起中加入大分子乳液包被劑，提高鉆井液包被的抑制作用，以免因為泥頁巖分散出現(xiàn)年度升高或者切力增大的情況。第二，一旦造斜井段進入到25°后，就開始使用納米乳液，在加入時應(yīng)注意控制加入速度，避免速度過快造成鉆井液粘切增大過快，同時在加入時還應(yīng)配合使用消泡劑，避免出現(xiàn)氣泡對鉆井液造成不良影響。第三，在進入水平段后，每鉆進100～150m左右，就需要以補充藥品的方式來維持鉆井液的性能，保證其潤滑性與流變性滿足生產(chǎn)需求，并且要確保其攜砂能力可以達到境地干凈的需求[2]。最后，在全井施工期間，必須要將pH控制在較高的狀態(tài)，一般情況下應(yīng)在9～11之間，達到提高納米乳液性能穩(wěn)定性的目的。

2.2 提高井壁穩(wěn)定性

結(jié)合水平井作業(yè)特征進行分析，作業(yè)時存在裸眼時間過長的情況，再加上裸露面積過大以及鉆井液浸泡時間久特點，很容易造成濾失量增加，這樣就加速了濾液的侵入速度與深度，最終使得井壁出現(xiàn)剝落甚至坍塌的情況。面對此種情況，需要采取措施來提高井壁的穩(wěn)定性，對于水平井鉆井液的選擇，應(yīng)盡量選擇具有抑制造漿性的材料進行施工，可以有效減小泥頁巖水化分散情況的發(fā)生，能夠在一定程度上提高護壁防塌陷能力。另外，還需要控制好井徑，結(jié)合作業(yè)實踐經(jīng)驗來看，將井徑規(guī)則度控制在3.25即可，另外井徑率擴大率則應(yīng)控制在2.8左右，這樣可以減少“大肚子”情況的發(fā)生。

2.3 做好井眼凈化管理

對于水平段與斜井段作業(yè)時，往往會產(chǎn)生大量的鉆屑，并且在沉淀后會形成巖屑床，對巖屑之間的摩擦力造成影響，減小了巖屑的運送量，并且一旦形成巖屑床，對其進行處理時將會存在一定的難度，不但增加了工作量，還會增大井下事故發(fā)生率。對于此類情況，在進行施工時，應(yīng)添加一定量的懸浮劑，補入處理劑來提高鉆井液的動塑，提高鉆井液在鉆進與循環(huán)過程中攜砂能力，避免形成巖屑床。另外，在進行通井與套管作業(yè)前，需要對振動篩返出的巖屑情況進行觀察，如果數(shù)量比較少并且均勻，則可以大體證明井眼底部相對干凈，在鉆井作業(yè)時產(chǎn)生的巖屑大部分已經(jīng)被鉆井液帶出，達到凈化井眼的作用。

2.4 加強水平井潤滑管理

在水平井作業(yè)時，如果摩擦阻力與扭矩力過大，就會對水平井的施工效果造成影響，尤其要注意當(dāng)鉆井作業(yè)斜角達到60°以上時，扭矩力以及摩擦阻力會大幅度增加，對鉆井液潤滑性造成影響。為保證水平井作業(yè)效果，就需要組做好對摩擦阻力與扭矩力降低的管理，需要結(jié)合實際情況來選擇合適的措施進行管理。

2.5 全面做好地質(zhì)錄井管理

選擇水平井作業(yè)技術(shù)進行油基鉆井液施工時，在油性質(zhì)影響下鉆井液總烴含量一般都會比較大，這樣鉆取作業(yè)時較難顯示油氣，會對正在撈取施工巖層是否為油氣儲層的判斷造成影響?；诖司涂梢詫⒃糜娃D(zhuǎn)變?yōu)榧{米乳液，可以有效降低對檢測儀器造成的影響，并且可以鉆取液總烴含量降低，能夠正常顯示油氣情況，最終以檢測到的各項數(shù)據(jù)為依據(jù)，就可以更準(zhǔn)確的判斷油氣儲層位置。并且存在的低熒光性對地質(zhì)巖屑錄井的準(zhǔn)確性產(chǎn)生的影響比較小，也可以在一定程度上提高油氣儲層判斷的準(zhǔn)確性[3]。

3 結(jié)束語

水平井是石油工程作業(yè)比較常用的一種技術(shù)，雖然在新型技術(shù)與工藝應(yīng)用的背景下，已經(jīng)取得了一定的效果，但是就水平井水基鉆井液方面來說仍存在一定的問題，這就需要結(jié)合作業(yè)特點，采取相應(yīng)的措施來進行管理，爭取不斷提高鉆井液體系的整體性能，通過有力的技術(shù)保障來促進石油工程的進一步發(fā)展。

[1] 李英武.大慶油田水平井水基鉆井液體系研究與實驗[D].大慶石油學(xué)院,2008.

[2] 耿曉光,孫憲軍,鄭濤.水平井水基鉆井液體系應(yīng)用現(xiàn)狀[J].鉆井液與完井液,2007(06):72-74+77+93.

[3] 張向宇.元壩地區(qū)定向井水平井鉆井液施工工藝研究[D].西南石油大學(xué),2013.