欠平衡鉆井施工過程中的鉆井液的選擇和使用

王帥

摘要：欠平衡鉆井施工的優點是避免給儲層造成傷害，保持欠平衡的鉆井條件，提高石油鉆探的效率，降低石油鉆井施工的成本，屬于清潔綠色的鉆井工藝技術措施。鉆井施工過程中，選擇合適的鉆井液，合理使用鉆井液，通過鉆井液的循環，冷卻鉆頭，攜帶巖屑，保證鉆井施工的順利進行。結合鉆探井筒的地質特征和鉆井工藝技術措施，優選最佳的鉆井液體系，避免對儲層造成污染，達到綠色鉆探施工的目標。

關鍵詞：欠平衡鉆井施工；鉆井液；選擇；使用

前言：

鉆井液是用于鉆井的流體，各種鉆井工藝技術的實施，離不開鉆井液的作用。在石油鉆探 施工過程中，隨著鉆井液的循環，冷卻鉆頭降低鉆頭的摩擦阻力，攜帶巖屑防止井筒發生卡鉆事故。平衡地層壓力，有效地防止井噴事故的發生。利用鉆井液的循環，實現地質錄井，獲得井眼的第一手資料，為合理開采儲層奠定了基礎。

1欠平衡鉆井施工過程中的鉆井液的選擇和使用

有效地控制鉆井液的密度，通過鉆井液柱產生的壓力，平衡地層壓力，防止井筒內發生溢流，提高鉆井作業施工的安全性。如果鉆井液的密度過小，不能很好地平衡地層壓力容易引起井噴、井漏、卡鉆事故。如果鉆井液密度過大，就會壓漏地層，造成儲層的污染，給后續的油氣開采帶來危害。因此，有必要合理設計鉆井液的壓力，使其適應石油鉆井工藝技術的要求，才能達到預期的鉆井施工質量，縮短石油鉆井周期，提高石油鉆探的效率。

欠平衡鉆井工藝技術的實施，屬于一項新的石油鉆探工藝技術，保持井筒的欠平衡條件，更好地完成石油鉆探任務。

2欠平衡鉆井施工過程中鉆井液的選擇

為了達到欠平衡鉆井的施工條件，優選最佳的鉆井液體系，使其滿足欠平衡鉆井的技術要求。欠平衡鉆井液的類型較多，包括常規的鉆井液體系、氣體鉆井液體系，霧化液體系、泡沫鉆井液體系、充氣鉆井液體系等，依據欠平衡鉆井施工的實際情況，優選最佳的鉆井液，使其達到正常循環的狀態，并保持欠平衡鉆井的條件，不斷提高欠平衡鉆井的效率。

在欠平衡鉆井系列中，實施氣體鉆井技術措施，選擇空氣、天然氣或者氨氣作為鉆井液，密度控制在0～0.02g/cm3，也可以實施霧化鉆井施工，將氣體霧化后，進行循環，達到預期的石油鉆探施工質量。泡沫鉆井液鉆井技術措施，應用穩定和不穩定泡沫鉆井液，實施石油鉆探施工，達到欠平衡的鉆井條件，保持安全平穩鉆進，更好地完成鉆井施工任務。充氣鉆井液鉆井，可以通過立管向鉆井液中充填氣體：空氣、天然氣、氮氣等，是石油鉆探施工現場最常用的一種欠平衡鉆井方式。淡水或者鹵水鉆井液鉆井，密度控制在1～1.30g/cm3，也可以應用油包水或者水包油型的鉆井液鉆井。針對常規鉆井液進行欠平衡鉆井的應用，可鉆井液中加入密度減輕劑，保持井筒欠平衡的條件，實施欠平衡鉆井施工。

3欠平衡鉆井施工過程中鉆井液的使用

在欠平衡鉆井施工過程中，選擇最佳的鉆井液體系，才能達到欠平衡的鉆井條件。鉆井施工現場常用邊噴邊鉆技術、泡沫鉆井技術、環空氣體注入的鉆井技術以及將水作為欠平衡鉆井的工作介質，降低石油鉆井施工成本，提高石油鉆探的經濟效益。

油山鉆井施工使用的鉆井液大體上可以分為油基鉆井液、水基鉆井液和氣體鉆井液等類型。依據鉆井施工技術措施的不同，選擇最適合的鉆井液體系，才能提高鉆井施工的速度。如目前水平井鉆井施工過程中，選擇的是欠平衡鉆井技術措施，優選的是氣體鉆井液，才能保證井筒的欠平衡條件，達到設計的鉆井施工效率。

水基鉆井液主要是以水作為基液，用豁土、化學處理劑以及加重劑為輔助的鉆井液體系，具體可以分為淡水鉆井液、鹽水鉆井液、混合乳化鉆井液、聚合物鉆井液等類型。如聚合物鉆井液的應用，針對深井和超深井的鉆探施工，選擇和使用聚合物鉆井液，提高鉆探施工的效率，滿足特殊井筒鉆井施工的技術要求。

油基鉆井液是將油作為分散介質，混合加重劑等化學藥劑的鉆井液體系。具體分為原油鉆井液、乳化鉆井液體系、油基鉆井液，應用油井的鉆探施工，減少儲層的污染，達到最佳的鉆探施工的效率。

氣體型的鉆井液以空氣、氮氣為主的鉆井液體系，泡沫鉆井液是其中的特例，將液體、氣體及泡沫穩定劑

3.1氣體鉆井液的應用

應用欠平衡鉆井技術措施，優選最佳的鉆井液體系，能夠減少對地層的傷害，消除鉆井液進入到儲層的壓差，防止鉆井液中的固相和液相進入到油層中。降低井筒的液柱壓力，降低鉆頭的阻力，提高機械鉆速。有效地避免發生井漏事故，基于欠平衡鉆井液密度的選擇，保持欠平衡的條件，達到安全鉆探的效率。常規鉆探施工過程中，由于正壓差的作用，很容易在井壁上形成泥餅，發生卡鉆的事故，而欠平衡鉆井能夠減少壓差卡鉆事故的發生幾率，順利完成鉆井進尺。

應用氣基流體的欠平衡鉆井，鉆井液使用空氣、氮氣、煙道氣、天然氣等，泡沫鉆井及充氣鉆井等方式，保持欠平衡鉆井的條件，達到預期的石油鉆探效率。而水基流體作為鉆井液的欠平衡鉆井，使用的鉆井液包括常規泥漿，加入減密度劑，降低鉆井液的密度，才能滿足欠平衡鉆井的技術要求。

3.2液體鉆井液的應用

應用液體鉆井液，實施欠平衡鉆井，允許更多的流體流入到井筒，從而返回到地面，防止更多的流體對儲層造成污染。通過液體鉆井液的循環，節約各種專用設備的使用，降低欠平衡鉆井施工的成本。可以應用傳統的動力鉆具，只要保持井筒欠平衡的條件，使鉆井液的壓力略低于井下油層的壓力，防止鉆井液進入到油層中，而導致油層的污染，影響到后續油層的開采效率。確定合理的欠平衡鉆井液的密度，應用油包水型或者水包油型的鉆井液，通過降密度劑的應用，降低鉆井液的密度，保持鉆井液的正常循環，而減少對儲層的傷害。通過調整井口的回壓，控制鉆井液的密度，防止鉆井液產生更高的壓差，而影響到儲層的安全。

合理使用鉆井液，選擇最佳的鉆井液體系后，依據鉆井施工工藝技術的要求。合理控制鉆井液的性能參數，使其發揮自身的作用，保證鉆井施工的順利進行。使鉆井過程中產生的巖屑懸浮起來，防止堵塞井筒，導致卡鉆事故，而影響到鉆井施工的進度。通過調整鉆井液的密度，保持井筒的壓力平衡，防止發生井噴及井噴失控的事故。保持鉆井液的濃度，防止鉆井液的循環壓力過高，而進人儲層后，達到儲層的破裂壓力后，形成裂縫，而影響到油流的通道，給后續的油氣生產帶來危害。

鉆井液的循環保證巖層的穩定，鉆遇高壓油氣水層，鉆井液的液柱壓力略高于儲層流體的壓力，才能防止發生鉆井事故。鉆頭鉆進巖石過程中，會產生摩擦阻力，通過鉆井液的潤滑作用，降低摩擦阻力。冷卻鉆頭，延長了鉆頭的使用壽命。

結束語：

通過對欠平衡鉆井施工過程中的鉆井液的選擇和使用的研究，提高欠平衡鉆井施工的質量，優選最佳的鉆井液體系，使整個石油鉆探施工過程中，始終保持欠平衡的條件，更好地完成石油鉆探任務。

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（作者單位：黃河鉆井總公司）