我国石油工程中水平井水基钻井液的研究

董 林

（中石化华北分公司实验中心,郑州 450000）

在钻井科学技术不断发展的背景下，水平井已经成为常规钻井技术之一，被广泛的应用到油藏勘探与开发生产中。为更好的实现绿色生产理念，需要对水平井水基钻井液体系做进一步的研究，结合钻井液技术多元化发展的特点，对存在的问题进行研究，从多个方面着手，选择合适的措施进行管理，争取不断提高石油工程的生产效率。

1 水平井水基钻井液体系分析

为了根本上摆脱油基钻井液在水平井施工上的主导地位，改善上部及页岩地层井壁稳定性降低情况，以及改善水平段与斜井段钻进卡钻的情况，需要从保护储层的角度出发，加强对水平井水基钻井液体系的研究，争取彻底解决环保问题。从长期施工经验来看，在选择钻井液时，可以利用先进的纳米乳液来代替传统的原油作为润滑剂，形成一个新的钻井液体系。而此体系的作用原理即利用纳米乳液分子特点，将其吸附在固相颗粒的表面，对钻井液内部网架构架进行加强，降低钻屑水化分散情况的发生，保证整个钻井液体系处于一个最优的状态，在整体上提高钻井液携砂能力与井眼净化能力[1]。另外，与传统钻井液相比，纳米乳液还具有荧光性与润滑性等性能，可以准确判断钻井过程中的油气反应，在很大程度上推动了油气探寻的效果，并且也促进了环保工作的开展。通过对水平井水基钻井液体系的管理，提高体系性能的稳定性，从流变性、携砂能力、剪切稀释性以及润滑性等多个方面分析，做好技术与工艺方面的管理工作，争取不断提高工程生产效率。

2 石油工程水平井水基钻井液体系管理措施分析

2.1 做好现场维护管理

第一，应预留足够的井浆，以此来保证粘土含量满足生产需求，同时还需要做好对滤失量的控制。在水平井作业前期，很可能会遇到造浆段水敏性泥页岩地层，如果真遇到此种情况，则可以想起中加入大分子乳液包被剂，提高钻井液包被的抑制作用，以免因为泥页岩分散出现年度升高或者切力增大的情况。第二，一旦造斜井段进入到25°后，就开始使用纳米乳液，在加入时应注意控制加入速度，避免速度过快造成钻井液粘切增大过快，同时在加入时还应配合使用消泡剂，避免出现气泡对钻井液造成不良影响。第三，在进入水平段后，每钻进100～150m左右，就需要以补充药品的方式来维持钻井液的性能，保证其润滑性与流变性满足生产需求，并且要确保其携砂能力可以达到境地干净的需求[2]。最后，在全井施工期间，必须要将pH控制在较高的状态，一般情况下应在9～11之间，达到提高纳米乳液性能稳定性的目的。

2.2 提高井壁稳定性

结合水平井作业特征进行分析，作业时存在裸眼时间过长的情况，再加上裸露面积过大以及钻井液浸泡时间久特点，很容易造成滤失量增加，这样就加速了滤液的侵入速度与深度，最终使得井壁出现剥落甚至坍塌的情况。面对此种情况，需要采取措施来提高井壁的稳定性，对于水平井钻井液的选择，应尽量选择具有抑制造浆性的材料进行施工，可以有效减小泥页岩水化分散情况的发生，能够在一定程度上提高护壁防塌陷能力。另外，还需要控制好井径，结合作业实践经验来看，将井径规则度控制在3.25即可，另外井径率扩大率则应控制在2.8左右，这样可以减少“大肚子”情况的发生。

2.3 做好井眼净化管理

对于水平段与斜井段作业时，往往会产生大量的钻屑，并且在沉淀后会形成岩屑床，对岩屑之间的摩擦力造成影响，减小了岩屑的运送量，并且一旦形成岩屑床，对其进行处理时将会存在一定的难度，不但增加了工作量，还会增大井下事故发生率。对于此类情况，在进行施工时，应添加一定量的悬浮剂，补入处理剂来提高钻井液的动塑，提高钻井液在钻进与循环过程中携砂能力，避免形成岩屑床。另外，在进行通井与套管作业前，需要对振动筛返出的岩屑情况进行观察，如果数量比较少并且均匀，则可以大体证明井眼底部相对干净，在钻井作业时产生的岩屑大部分已经被钻井液带出，达到净化井眼的作用。

2.4 加强水平井润滑管理

在水平井作业时，如果摩擦阻力与扭矩力过大，就会对水平井的施工效果造成影响，尤其要注意当钻井作业斜角达到60°以上时，扭矩力以及摩擦阻力会大幅度增加，对钻井液润滑性造成影响。为保证水平井作业效果，就需要组做好对摩擦阻力与扭矩力降低的管理，需要结合实际情况来选择合适的措施进行管理。

2.5 全面做好地质录井管理

选择水平井作业技术进行油基钻井液施工时，在油性质影响下钻井液总烃含量一般都会比较大，这样钻取作业时较难显示油气，会对正在捞取施工岩层是否为油气储层的判断造成影响。基于此就可以将原用油转变为纳米乳液，可以有效降低对检测仪器造成的影响，并且可以钻取液总烃含量降低，能够正常显示油气情况，最终以检测到的各项数据为依据，就可以更准确的判断油气储层位置。并且存在的低荧光性对地质岩屑录井的准确性产生的影响比较小，也可以在一定程度上提高油气储层判断的准确性[3]。

3 结束语

水平井是石油工程作业比较常用的一种技术，虽然在新型技术与工艺应用的背景下，已经取得了一定的效果，但是就水平井水基钻井液方面来说仍存在一定的问题，这就需要结合作业特点，采取相应的措施来进行管理，争取不断提高钻井液体系的整体性能，通过有力的技术保障来促进石油工程的进一步发展。

[1] 李英武.大庆油田水平井水基钻井液体系研究与实验[D].大庆石油学院,2008.

[2] 耿晓光,孙宪军,郑涛.水平井水基钻井液体系应用现状[J].钻井液与完井液,2007(06):72-74+77+93.

[3] 张向宇.元坝地区定向井水平井钻井液施工工艺研究[D].西南石油大学,2013.