水平井鉆井過(guò)程中鉆井液污染油層特點(diǎn)及保護(hù)對(duì)策

宋光立

摘 要：在水平井鉆井作業(yè)的過(guò)程中，有一定概率出現(xiàn)油層被鉆井液污染的情況，因此本文通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)的方式，分析水平井鉆井過(guò)程中鉆井液污染油層的特點(diǎn)，從而提出合理的保護(hù)對(duì)策。

關(guān)鍵詞：水平井;鉆井;鉆井液污染;油層特點(diǎn);保護(hù)對(duì)策

伴隨著我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的高速發(fā)展，近幾年來(lái)，油井產(chǎn)量已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域的重要關(guān)注話題之一。當(dāng)前在我國(guó)已經(jīng)普遍應(yīng)用水平井技術(shù)，但是由于油層自身的特殊性，有著相對(duì)較長(zhǎng)的水平段長(zhǎng)度，因此在對(duì)水平井進(jìn)行鉆井的過(guò)程中，油層會(huì)受到污染，導(dǎo)致鉆井作業(yè)可能以失敗告終。因此，人們必須對(duì)水平井鉆井作業(yè)的油層污染問(wèn)題進(jìn)行妥善解決。本文在上述條件的基礎(chǔ)上，深入分析水平井鉆井可能對(duì)油層產(chǎn)生的污染，同時(shí)研究保護(hù)油層的可靠對(duì)策，幫助水平井鉆井作業(yè)提升成功概率。

1 水平井鉆井過(guò)程中鉆井液污染油層的特點(diǎn)

在開(kāi)展水平井鉆井作業(yè)的時(shí)候，油層會(huì)被鉆井液中的固液兩相所侵入，這也是油層遭到污染的最主要的原因。水平井鉆井作業(yè)與直井鉆井作業(yè)相比，污染油層的概率會(huì)更大，而且造成的污染也比較嚴(yán)重，并且出現(xiàn)截然不同的污染區(qū)域，其原因是水平井鉆井自身所擁有的四個(gè)顯著特點(diǎn)。

其一，在對(duì)水平井進(jìn)行鉆井的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)比較長(zhǎng)的油層內(nèi)水平段，鉆井液會(huì)有較長(zhǎng)的時(shí)間與油層進(jìn)行接觸，加大了油層被鉆井液污染的概率。

其二，射孔完井的方式，在當(dāng)前的實(shí)際操作中幾乎不會(huì)得到運(yùn)用，因此在運(yùn)用其他類型的完井方法的時(shí)候，無(wú)法將射孔穿過(guò)已經(jīng)出現(xiàn)的污染帶，從而加大油層被鉆井液污染的概率。

其三，水平井和直井的壓降有一定的差距，因此在實(shí)際操作過(guò)程中，經(jīng)常運(yùn)用反排的方式，鉆井液中固液兩相攜帶出地面的能力不增反降，從而加大油層被鉆井液污染的概率。

其四，在對(duì)水平井進(jìn)行鉆井的過(guò)程中，不同的油層污染位置會(huì)呈現(xiàn)出不同的污染結(jié)果，在直井中，油層與被污染的位置呈直角狀態(tài)，而在水平井中，油層與被污染的位置呈平行狀態(tài)【1】。

不僅如此，在水平井之中，如果出現(xiàn)污染情況，被污染的區(qū)域必然會(huì)處于比較深的位置，出現(xiàn)更加嚴(yán)重的水平段污染問(wèn)題，由于在水平井中的水平段滲透率，和垂直段的滲透率出現(xiàn)了相對(duì)較大的差別，會(huì)導(dǎo)致水平井中出現(xiàn)不均勻分布的污染位置。

2 水平井鉆井過(guò)程中保護(hù)油層的對(duì)策

要想深入分析水平井鉆井過(guò)程中，對(duì)油層的具體保護(hù)措施，可以運(yùn)用室內(nèi)試驗(yàn)的方法進(jìn)行。當(dāng)前在國(guó)際范圍內(nèi)，通常會(huì)選擇泥漿濾失試驗(yàn)的方法，深入分析油層的污染狀況，還可以在另一層面利用鉆井液的失水、降濾失劑、、濾液侵入深度和滲透率損壞等多種情況，對(duì)污染程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而獲得污染程度更小的鉆井液配制方法。

烘箱、巖心、壓力調(diào)節(jié)器、泥漿、泵以及巖心夾持器，就是室內(nèi)試驗(yàn)所需要的材料以及設(shè)備。烘箱溫度必須與有成溫度保持一致，6.83cm×7.86cm是巖心的必備尺寸，在夾持器中防止巖心，選擇一口泵根據(jù)泥漿的剪切速度保持恒速運(yùn)行，然后將另一口泵反方向運(yùn)行，要注意壓力不變，在巖心的一側(cè)放置壓力調(diào)節(jié)器，用以模擬油藏之中的孔隙壓力。

在開(kāi)展室內(nèi)試驗(yàn)之前，必須合理地選擇巖心的材質(zhì)，在通常情況下，巖心不可以被污染，如果地層質(zhì)量均勻，可以直接對(duì)巖心進(jìn)行鉆取，如果地層質(zhì)量不均勻，必須選擇全直徑的巖心，以保證巖心的高滲透率區(qū)域能夠使濾液平行到達(dá)。在選擇流體的時(shí)候，必須選擇沒(méi)有受到污染的原油，同時(shí)選擇N2作為流體，配制一定量的水，用以模擬油層內(nèi)所產(chǎn)出的水。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，必須全程保證巖心的濕潤(rùn)，為了達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)效果，人們必須將巖心樣本抽至真空，然后將巖心浸泡在已經(jīng)配置好的地層水之中，浸泡時(shí)間為3至7天，然后在保持地層溫度和壓力的前提下，在巖心之中注入原油。

在進(jìn)行整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的時(shí)候，巖心的溫度必須低于地層溫度，同時(shí)提升巖心的壓力，直至與地層壓力相同。然后人們可以有效模擬在油層之間產(chǎn)生的孔隙壓力，將原油以緩慢的速度注入巖心內(nèi)部，直至達(dá)到飽和原油滲透率為止。接下來(lái)需要沿著巖心的反方向，將鉆井液注入巖心內(nèi)部，確保巖心和鉆井液在平衡的壓力下充分進(jìn)行接觸，同時(shí)必須嚴(yán)格記錄濾失量【2】。

將巖心壓力平衡作為前提，注入泥漿，直到濾失量達(dá)到穩(wěn)定，或者濾失情況不再出現(xiàn)，然后將原油注入巖心之中，對(duì)此進(jìn)行反排模擬，測(cè)定滲透率，并且對(duì)比鉆井液侵入前后，滲透率發(fā)生的一系列變化，從而對(duì)油層污染情況進(jìn)行確定。

3 根據(jù)上述對(duì)策得出的結(jié)論

當(dāng)前在國(guó)內(nèi)外油田的鉆井作業(yè)過(guò)程之中，主要運(yùn)五種類型的鉆井液，分別為聚合物類型的泥漿、油基類型的泥漿、清潔水類型的泥漿、氫氧化物類型的泥漿以及泡沫鉆井液。在上述五種鉆井液之中，聚合物類型的鉆井液，和清潔水類型的鉆井液擁有較強(qiáng)的濾失控制能力，在清除濾餅的時(shí)候，可以使用氯化物清除干凈，同時(shí)還可以有效控制地層中產(chǎn)生的粘土膨脹，保證地層不會(huì)因?yàn)檎惩僚蛎浂l(fā)生損壞。為了盡量降低對(duì)油層的傷害，因此在選擇鉆井液的過(guò)程中，必須考慮到以下幾個(gè)要點(diǎn)。

其一，必須選擇潤(rùn)滑能力較好、剪切稀釋效果強(qiáng)大的鉆井液，對(duì)井壁進(jìn)行穩(wěn)定，從而更好地滿足水平井鉆井作業(yè)過(guò)程中提出的要求。

其二，鉆井過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生密度高的泥餅，其原因是地層內(nèi)部的環(huán)境較為復(fù)雜，在這個(gè)時(shí)候，鉆井液中的固液兩相侵入油層的能力相對(duì)較低，因此必須保證鉆井液內(nèi)部固體的尺寸，與地層空隙的尺寸基本相同，以及擁有較高的配伍性。

其三，在地層內(nèi)產(chǎn)生的泥餅，能夠使用酸或者氧化物進(jìn)行溶解，然后用返排的方式排出地面，在泥餅被排出地面的過(guò)程中，反排的壓力必須小于10psi，在這一過(guò)程中，必須滿足使用暫堵材料，以解除已經(jīng)出現(xiàn)的反排效果，此時(shí)油藏的滲透率不得低于80%。

由此人們不難看出，鉆井液的構(gòu)成是相對(duì)簡(jiǎn)單的，在運(yùn)用鉆井液的時(shí)候，必須保證鉆井液的性質(zhì)不會(huì)發(fā)生變化，同時(shí)人們還應(yīng)當(dāng)選擇操作便捷、成本較低的鉆井液。

除此之外，在選擇較為適用的鉆井液的時(shí)候，人們需要充分考慮到，在完井作業(yè)過(guò)程中所用到的操作工序。當(dāng)前，性能較為優(yōu)越的鉆井液，是Baker Haghes公司所生產(chǎn)的、類型為聚合物的鉆井液，該類型的鉆井液成分，主要為微細(xì)鹽粒以及微細(xì)碳酸鈣，而且該類型的鉆井液可以被降解，不會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生太多的污染與損害【3】。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，離不開(kāi)先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的普遍運(yùn)用。當(dāng)前在我國(guó)的鉆井施工過(guò)程中，水平井鉆井技術(shù)已經(jīng)得到了大力推廣，并且應(yīng)用情況十分普遍。但是在應(yīng)用該技術(shù)的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鉆井液污染油層的現(xiàn)象，其原因是鉆井液中的固液兩相會(huì)侵入到油層之中，而且水平井對(duì)油層產(chǎn)生的污染，比直井產(chǎn)生的污染更為嚴(yán)重，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)工作帶來(lái)了巨大的負(fù)面影響。因此人們必須完善現(xiàn)有的水平井鉆井技術(shù)，積極尋找解決對(duì)策，促進(jìn)生產(chǎn)力進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王建龍，馮冠雄，劉學(xué)松，郭瑞，高學(xué)生，霍陽(yáng).長(zhǎng)寧頁(yè)巖氣超長(zhǎng)水平段水平井鉆井完井關(guān)鍵技術(shù)[J/OL].石油鉆探技術(shù)：1-8[2020-09-08].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.1763.TE.20200714.0955.006.html.

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