高性能水基鉆井液應用研究

李茂（大港油田石油工程研究院，天津 300280）

高性能水基鉆井液應用研究

李茂（大港油田石油工程研究院，天津 300280）

為了能夠提高機械鉆井速度，高性能水基鉆井液的研制與應用能夠切實滿足鉆井、完井施工需求，提高鉆井、完井工作質量的同時，還確保了井壁的穩定性，避免對地質土層造成破壞。為了能夠更好的應用高性能水基鉆井液，應當加大對高性能水基鉆井液特點的研究。本文通過對高性能水基鉆井液的特點進行分析，加深對其應用的研究。

高性能水基鉆井液；鉆井施工；特點及應用分析

近年來，為了能夠在保護生態環境基礎之上，提高鉆井質量與井壁穩定性，加大了對高性能水基鉆井液的研究力度[1]。在傳統的鉆井液中，通常會出現鉆井液潤滑性不足、抑制泥頁巖水化等缺陷，不利于施工作用安全，容易破壞環境。而高性能水基鉆井液則可以改善這一問題，代替傳統鉆井液進行施工。

1 高性能水基鉆井液的特點分析

1.1 高性能水基鉆井液具有抑制性強特點

根據對比調查不難發現，在不同的鉆井液類型中，高性能水基鉆井液的回收率高達100%，水化率有4.2%，線性膨脹率指標有11.3%；而聚合物鉆井液的回收率有97.6%，水化率有17.6%，線性膨脹率指標有23%；油基鉆井液的回收率為100%，水化率和線性膨脹率分別為-3.0%和12.8%。由此可見，高性能水基鉆井液在對頁巖抑制性指標中，與油基鉆井液類似，但明顯高于聚合物鉆井液。高性能水基鉆井液具有抑制性特點，能夠極大程度減少井下發生意外情況的可能性。

1.2 高性能水基鉆井液具有機械鉆速高的特點

利用普通性能的水基鉆井液鉆井過程中，容易出現鉆頭泥包現象，導致鉆井機械的速度明顯減慢，拉長了鉆井、完井施工時間。而高性能水基鉆井液中添加了高效防泥包劑。當鉆井液中添加了高效防泥包劑后，能夠在巖石以及金屬表面上出現一層油膜，通過該油膜可以讓金屬或者巖石表面與鉆頭表面的潤滑性更強，避免在鉆井過程中出現泥土聚集、粘附等不良現象，影響機械的鉆井速度[2]。除此之外，高性能水基鉆井液在鉆井時，通常會選擇PDC鉆頭進行鉆井，能夠進一步提高鉆速，節省鉆井所用時間。

1.3 高性能水基鉆井液具有保護環境特點

在高性能水基鉆井液中添加了環保型處理劑，避免對生態環境造成影響。當添加了環保處理劑后，鉆井液、鉆屑均能夠直接進行排放，不用擔心會對生態環境造成不良影響。不用對鉆井液、鉆屑進行專門處理，可以節省處理費用，為鉆井工程節省部分成本。

2 對高性能水基鉆井液的應用分析

2.1 在儲層嚴重枯竭情況下的應用

當油田呈現儲層嚴重枯竭狀況，需要鉆一口深氣井時，會遇到較多困難。利用普通的水基鉆井液進行鉆井工作時，容易出現卡鉆、層壁出現問題等多種事故類型，阻礙鉆井工作的順利開展，拖延施工工期。此時，選擇高性能水基鉆井液進行施工，可以在高性能水基鉆井液中添加可變形聚合物封堵劑以及少量常規暫堵劑。在高性能水基鉆井液中增加這兩種添加劑能夠顯著降低鉆井事故，提高井壁的穩定性，順利完成鉆井工作，在計劃工期內完成施工任務，避免造成施工企業的損失。

2.2 在硬脆性頁巖地質中的應用

當開展鉆井工作時，鉆井項目區域的地質情況直接影響鉆井工作的難易程度。當處于硬脆性且伴隨微裂縫頁巖地質情況進行鉆井時，使用普通鉆井液進行鉆井，很容易在鉆井過程中出現地層垮塌現象，發生重大事故。采用高性能水基鉆井液能夠能夠利用抑制性特點穩定土層，同時也可以讓活性膨脹性頁巖更加穩定。對于地質頁巖伴有微裂縫的區域而言，高性能水基鉆井液也能夠避免微裂縫頁巖出現坍塌問題，能夠提高鉆井施工的安全性[3]。

2.3 高性能水基鉆井液在海上鉆井的應用

普通的水基鉆井液在海上平臺進行鉆井操作時，可操作性較差，施工瓶頸較高不能滿足施工質量要求，為了能夠獲得更好的施工效果，可以選擇高性能水基鉆井液進行海上鉆井施工。高性能水基鉆井液的應用，可以解決海上鉆井操作的不便，顯著提升可操作性，確保鉆井施工能夠按照施工計劃進度與質量要求完成鉆井工作。

3 結語

近年來，高性能水基鉆井液的應用范圍越來越廣，鉆井施工單位開始重視該種施工方法的優勢。在選擇高性能水基鉆井液后，可以利用它的抑制性、提高機械鉆速、減少鉆頭泥包以及能夠保護環境等特點，提高鉆井施工效率，確保施工進度與質量。除此之外，在選擇高性能水基鉆井液鉆井時，需要根據鉆井項目區域的土質選擇不同作用的添加劑。當遇到硬脆性地質時，應當選擇高性能水基鉆井液來穩定頁巖的活性膨脹性，避免在鉆井過程中出現井壁坍塌現象；當鉆井項目地質土層粘聚性較高，容易造成鉆頭泥包現象，導致鉆井施工速度明顯下降時，需要在高性能水基鉆井液中選擇添加高效防泥包劑，避免鉆頭出現泥包現象，大大節省鉆井時間。為了達到環保施工，降低處理鉆屑等施工垃圾的后期處理成本，可以在高性能水基鉆井液中添加各種環保處理劑，在施工完畢后可以選擇直接排放，無需進行再次處理[4]。高性能水基鉆井液是一種優質鉆井應用方法，值得推廣。

[1]侯杰,劉永貴,李海.高性能水基鉆井液在大慶油田致密油藏水平井中的應用[J].石油鉆探技術,2015,04（15）:59-65.

[2]鐘漢毅,邱正松,黃維安,李海斌,毛惠.聚胺高性能水基鉆井液特性評價及應用[J].科學技術與工程,2013,10（21）:2803-2807.

[3]龍大清,樊相生,王昆,范建國,羅人文.應用于中國頁巖氣水平井的高性能水基鉆井液[J].鉆井液與完井液,2016,01（16）: 17-21.

[4]劉煥玉,梁傳北,鐘德華,李惠珍,王建華,孫金聲.高性能水基鉆井液在洪69井的應用[J].鉆井液與完井液,2011,02（08）: 87-88.