实施无固相钻完井液一体化的目的和意义

一、实施无固相钻完井液一体化的目的和意义

1、实施目的

无固相钻完井液一体化一方面没由于体系的无固相，可以大大消除固相颗粒对储层尤其是低渗油气层的伤害，同时使钻井液与完井液具有更大程度地相溶性，避免了因钻完井液不相配伍从而导致的沉淀伤害储层，并且由于无固相体系的泥饼薄而韧，大大利于固井质量的提高；

2、实施意义

实施无固相钻完井液一体化后，由于该体系具有较低的粘度，可以大幅度提高钻井速度，有效缩短钻井周期；体系无固相，在降低对地层的固相伤害的同时，也避免了因固相成份下沉造成的卡钻事故的发生，同时也利于有效方便的固控；薄、韧且光滑的泥饼能够降低在高压情况下粘附压差卡钻的风险；较低的抽吸激动压力，降低了井壁不稳定风险或井控事故的发生；钻完井液一体化，保护储层，提高油井生产能力的同时，更是节省了昂贵的完井液费用；体系无固相，易于筛除维护且可以重复利用，从而大大降低了配液作业费用；所选用的外加剂及加重剂均安全无毒，易降解，对环境无不利影响。

因此，无固相钻完井液一体化的实施可以从根本上实现对储层的良好保护，解决静态、动态携砂、清洁井眼和减小钻头阻力提高钻速的问题，在节约成本的同时更能大幅度地提高油气井产量，经济效益显著。

二、无固相钻完井液的背景与需求

在目前石油勘探开发过程中，常规的水基泥浆或油基泥浆由于自身的特点，往往在钻井过程中尤其会对储层造成不可挽救的伤害，从而使勘探及至后期的开发得出错误的结论，而增加不必要且高昂的处理费用；同时常用的重晶石加重剂由于本身不可溶，且具有潜在的危害性，也导致了废弃钻井液排放处理费用高的问题。尤其是在高温情况下，钻井液中化学物质的高温降解所分解出的固相微粒，更是在使体系性变差的同时，对地层形成了新的伤害。同时部分钻井液体系由于化学成份复杂，与水泥兼容性差，从而影响后继的固井质量。

“钻井液完井液一体化技术”是上世纪末油气井工作液技术的一大进步，也是今后工作液发展的必然趋势。作为近年来才发展起来的新型钻井液完井液体系——甲酸盐体系，目前正得到世界石油工业的认可和重视。由于其优越的工艺性能和环保特性，甲酸盐体系被认为是最有发展前途的钻井液完井液一体化体系。

有资料显示：钻完井液对地层的伤害可高达80%以上，由此可见钻完井液对地层的重要性；而据有人对甲酸盐无固相钻井液近8年的施工案例研究，均证明使用甲酸盐无固相钻井液进行钻完井可提高油井的生产能力，产能指标和实际生产速度提升率从30%至40%到高达难以置信的300%至500%，这证明甲酸盐无固相钻完井液能够与储层液体完全兼容，并提供最大程度地保护。

随着钻井工业技术的发展及对环境保护的日益重视，对钻完井液性能也提出了越来越高的要求，甲酸盐无固相钻完井液易生物降解而且无毒，对环境无污染，同时极强的页岩抑制能力可保护钻井过程中的井壁稳定，减少井下复杂事故的发生，并能有效地保护油气层。鉴于其优异的性能，甲酸盐无固相钻完井液体系可以广泛应用于小井眼钻井、水平井、分支井、低渗高压气井、易塌地层钻探、软管钻井以及环保要求严格的钻井过程中。因此，国外曾有专家预言：甲酸盐无固相钻完井液将成为本世纪钻完井液的主流之一，市场应用与需求巨大。

三、无固相钻完井液的开发现状与方向

泥浆科学的发展，与其它科学一样，也遵循了随生产逐步发展、不断改进提高的客观规律。国内外泥浆工作的发展先后经历了清水-天然泥浆-细分散泥浆-粗分散泥浆-不分散低固相泥浆-无固相泥浆等几个阶段。为进一步消除粘土对泥浆性能的危害，由不分散低固相泥浆发展成聚合物无固相泥浆，从而使得在充分保护油气储层的同时，也使得钻井速度大幅度提高。目前无固相泥浆体系正在建立和发展，并不断完善，新的体系已在不同的甚至苛刻的环境下大量应用，并取得了良好的油气产量的回报。

无固相钻完井液通过大量的应用事实，一再地证明了它体系独有的优越性，而与此同时，由于该体系的高盐度也限制了其作为工作液时的性能完善，尤其是在高温情况下，从而限制了其在油田作业中的广泛应用。提高无固相钻完井液与外加剂的相溶性，研发与之相应的新型抗高温抗盐外加剂，从而有效提高无固相钻井液的应用范围，这是目前技术改进过程中所主要面对的。

在目前的水平井钻井尤其是低渗、超低渗的油气藏的勘探开发中，储层保护与环境保护对钻井液泥浆体系提出了更高的技术要求，并且随着钻探深度的增加，有效提高钻井液抗温稳定性能，同时完善体系综合性能，以使其满足携屑、润滑、稳定井壁等现场要求，新的无固相钻井液体系不断建立，包括正电性无固相钻井液体系、无固相弱凝胶（PRD）钻井液体系、无固相盐水聚合物钻井液体系等，并已在国内外各油田通过现场应用取得了良好的经济效益，但目前尚无适用于更高温度井的无固相钻井液体系的报告。同时由于无固相加重剂自身的技术限制，可调比重一般应用在1.6g/cm3的环境以下，而对于更高比重的无固相钻井液目前在国内也尚无相关的报道，甲酸铯可使钻井液保证无固相的情况下，将密度提升至2.3g/cm3，但目前也只有国外关于在海上钻井的应用，使用温度不超过150℃。由于甲酸盐在高溶解情况下，大大降低了水溶液的活度，从而造成外加剂与甲酸盐水溶液相溶性差的问题，并且在高温情况下尤为突出。

并且无固相钻完井液体系由于组成的因素，价格相对于常规钻井液来说，成本往往是常规钻井液的几倍，尤其是甲酸铯高比重钻井液，成本更能高达到15-20倍，这对于开发昂贵且环保要求严格的的海上钻井还能接受，而对于陆地油田，尽管无固相钻井液能够大幅度地保护储层，提高油气产量，但也限制了无固相钻完井液的大面积的开发推广。

无固相钻完井液技术发展方向是：完善大位移、大斜度定向井、水平井与低渗、超低渗油气井钻井液技术指标，研发成本低廉的加重剂、提高无固相钻井液抗温稳定性、进一步通过技术徐径降低体系综合成本是无固相钻井液发展过程中需要解决的瓶颈。钻完井液一体化的实施则是一种有效地解决途径，对无固相钻完井液的市场推广意义重大。