探究大位移井鉆井液關鍵技術問題

李茂（大港油田石油工程研究院，天津 300280）

探究大位移井鉆井液關鍵技術問題

李茂（大港油田石油工程研究院，天津 300280）

針對大位移井的鉆井液技術，本文圍繞國內外大位移井實際情況，分別對降阻與降扭矩技術、井眼凈化技術與井壁穩定技術等關鍵技術進行深入分析，旨在為大位移井穩定開采提供理論依據。

大位移井；鉆井液；關鍵技術

對于大位移井而言，其具備可有效操控含有面積、提升油氣實際采收率、縮減油田開發成本等顯著優勢。鉆井液技術會對大位移井的成敗造成直接影響，是鉆井技術核心，其涉及到的關鍵技術可在降低摩阻、保持清潔、維持穩定等方面有重要作用。

1 降阻與降扭矩技術

1.1 科學選定鉆井液體系

在大位移井作業中較為常用的鉆井液主要有三種，分別為合成基鉆井液、油基鉆井液與水基鉆井液，在具體的鉆井作業中，需要緊緊圍繞設計情況選定最為適宜的鉆井液類型。為有效降低摩阻與扭矩，大位移井通常要運用具有良好潤滑能力的鉆井液，如油基鉆井液與合成基鉆井液。近幾年通過調查發現，世界范圍內約有七成左右的大位移井都采用油基/合成基鉆井液。然而，傳統意義上的鉆井液主要將原油作為基礎油，無法滿足環保需求，而且造價很高。目前，很多專業公司都開發出低毒性油基鉆井液，改用基礎油為白油，同時形成穩定的鉆井液體系，如Vert-oil體系等[1]。

1.2 優選高效潤滑劑

鉆井作業中，通常存在鉆柱和井壁之間不存在介質相隔的摩擦作用。從減小或消除摩擦的角度分析，需要盡可能防止干摩擦，縮小流動摩擦與邊界摩擦。通過實踐可知，可通過選擇具有更高性能的潤滑劑來大幅提升鉆井液自身潤滑能力。以油基鉆井液為例，潤滑劑對于大位移井鉆井液的潤滑能力并不會造成太大影響，但油水比的影響相對較大，具有較高油水比的大位移井鉆井液可降低摩擦約50%。基于此，大幅提升油水比是改善鉆井液潤滑能力的主要途徑。在實際生產中，可在鉆井液當中添加塑料小球等潤滑劑，以此降低邊界摩擦，提升潤滑能力，因為這些潤滑劑的添加，可促使接觸方式發生改變，改善原有的摩擦狀態，從而降低二者摩擦系數。

1.3 鉆井液性能調整

對于大位移井的鉆井液而言，其流動摩擦主要和黏度、流速、管壁平滑度等因素有關。在加入適宜的潤滑材料以后，可借助鉆井液管道管壁進行吸附，因此提升管壁平滑度，達到降低摩阻的作用，同時也可采取性能調整策略類減少摩阻。對鉆井液的黏土實際含量進行有效控制，同時運用固控裝置，減少劣質固相的含量，縮減泥餅厚度，減小鉆具和泥餅之間的接觸面積；合理應用調節劑，對鉆井液粘滯性與流變性進行調整，進而達到提升潤滑能力的目的。

2 井眼凈化技術

2.1 鉆井液流變性的優化調整

通過水平管路設備的模擬試驗可知，不同類型鉆井液主要具有相同的流變性能，則它們的井眼凈化能力沒有太大差別，基于此，在一致的動態條件下，井眼凈化能力主要和流變性有關。如果鉆井液的環空返速保持固定，對鉆井液流型進行調整，并選取適宜的流變參數是確保凈化效果的關鍵。從環空鉆井液自身流態角度講，紊流較層流更容易對巖屑進行攜帶，一般不會形成巖屑床，但是大位移井的井深通常較大，這一方法會受到場地條件限制。若環空鉆井液的流態屬于層流，則需對流變性實施調整，將平板層流改變為尖峰層流，以此有效改善攜巖性能[2]。

2.2 提升攜巖性能技術

（1）弱凝膠技術

為避免形成巖屑床，目前我國的研究重心主要放在弱凝膠體系上。對于常規的凝膠體系而言，其形成一般依賴于交聯劑，聚合物借助交聯劑在相應的溫度與時間下進行成膠，但弱凝膠鉆井液本質上是一種快速弱凝膠體系，和傳統凝膠體系的形成原理有一定差別，主要使用不同聚合物間的協同作用，可在相對較低的溫度及較短的時間段內完成成膠，所得到的弱凝膠具備特定流變性，且動塑比也較高，可預防鉆屑變成巖屑床，凈化能力顯著。

（2）清巖流體技術

通過研究發現，注入高懸浮、高攜巖能力的流體段塞是避免形成巖屑床的有效方式。目前，這一技術在世界范圍內得到廣泛應用，適宜多種密度與流變性的鉆井液，通常可以分成四大類，即低黏清巖流體、高密度清巖流體、高黏清巖流體與串聯流體。其中，低黏流體容易達到更高梯度，同時在巖屑床的位置形成一個水力作用力，促進巖屑再次運動，同時起到再懸浮作用，預防巖屑沉積。

3 井壁穩定技術

（1）提升泥頁巖膜效率

一部分泥頁巖滲透率相對較低，主要起到半透膜的作用。針對孔隙與裂隙較發育的地層，可使用硅酸鹽等形成體系，對膜效率進行改善，同時再借助封固材料，強化孔縫能力，進而降低濾液的不斷侵入，延緩壓力的傳遞，確保井壁的可靠性[3]。

（2）抑制水化作用

由于部分泥頁巖可發揮半透膜的作用，通過對水活度的降低，促使化學滲透壓對濾液的侵入進行抵消，進而從根本上確保井壁的穩定性。

4 結語

（1）對于大位移井鉆井液所存在的環保與處理工藝復雜等實際問題，通過對新型鉆井液處理劑的研發，可有效改善鉆井液自身應用性能。

（2）摩阻是限制水基鉆井液實際應用程度的主要問題，需要大力開發研制全新的高效潤滑劑，以此有效改善鉆井液潤滑能力，提升其作業水平。

[1]謝彬強,邱正松,黃維安,沈忠厚.大位移井鉆井液關鍵技術問題[J].鉆井液與完井液,2014,10(02):76-82+96.

[2]王寶田,何興華.勝利油田大位移井鉆井液技術研究與應用[J].鉆井液與完井液,2016,11(02):80-82+90.

[3]張寧,武紅衛,宋玉寬,梁國昌.大位移延伸井鉆井液關鍵技術探討[J].鉆井液與完井液,2014,11(01):44-46+58-59.