国外保护油气层钻井液技术新进展
国内外油气层保护技术发展及现状
护 油气 层 的意 义 比钻 井 中保 护 油气 层 更 防砂 更 好 的效 果 。 埕 东 油 田确 立 的 大 如
（） 来 液 体 与 油 气 层 岩 石矿 物 不 为重 要 、 １外 更有 必要 。开发过 程 中的 油层 保 部 分 出砂 井 以携 砂 生 产 为 主 的 方针 。 在 配 伍 造 成 的损 害 ；（ ） 来 液体 与 油 气 护工作是 长 期性 和经 常性 的。 ２外 与钻 完井 中 控 制大 量 出砂 的前 提 下 ， 部 分 砂 子 随 一 层 流 体 不 配 伍 造 成 的 损 害 ； （ ） 细 现 油 气 层 损 害 比较 ， ３ 毛 开发 过 程 中的 油 气 层 产 液 采 出。主 要 的 控 砂 措 施 为 ： 级 放 逐
象 造 成 的损 害 ；（）固相 颗 粒堵塞 引起 的 损 害 有 如 下 特 点 ： ４
损 害。
大排 量 ． 止 地 层激 动 出砂 ； 用双 单流 防 采
Hale Waihona Puke （） 害周 期长 几乎贯 穿 于油 田开 阀 （ 泵 上端 及 泵 上３ ０ １损 在 ５ ｍ两 处 安 装单流
无 论 哪一 种 损 害 ， 层 本 身 的 内在 发 的 全 过 程 ： （） 害 范 围 宽 。 仅 发 生 阀 ） 储 ２ 损 不 防止停 机 时 出砂 。 大部 分井 措 施 后效 条 件 均 是 主要 因素 。 开发 过 程 中 衡 状 在 近 井 地带 而 且可 能 涉及 到 油 层 的深 果较 好。 平 态 可能被 破 坏 ． 向着另一 平衡 状 态转 化 ， 部 （） 害更 具 复 杂 性 。 面 设备 多、 ３损 地 而 油 气 层本 身又不 能适 应 这 些 外 界 条 件 流 程 长 、 工艺 措 施 种 类 和 入 井 液 体 种 类 的渗 透 率 明显 降低 。因此 ． 了解油 气 层 次 损 害 。 要 损 害 机 理 和 损 害 程 度 ， 先要 弄 清 油 气 首
国外保护油气层技术发展动向(泥浆侵入)
第九章国外保护油气层技术发展动向保护油气层技术是提高石油勘探开发效益进程中带有战略性意义的关键技术之一。
国外各油公司十分重视此项技术的发展，近年来仍然投入大量资金从事此项技术深层次的研究。
我国保护油气层技术尽管已取得较大发展，但与国外相比仍有较大差距。
现将国外保护油气层技术研究现状归纳为以下几个方面。
一、岩心分析技术的发展新技术的应用主要表现在以下几个方面。
1．傅里叶变换红外光谱分析采用傅里叶变换红外光谱仪，测定矿物的基团、官能矿物的基团、官能团来识别和量化常见矿物，分析迅速，精度与XRD相似，能定量分析的矿物有石英、斜长石、钾长石、方解石、白云石、菱铁矿、黄铁矿、硬石膏、重晶石、绿泥石、高岭石、伊利石和蒙皂石总和，以及粘土总量，对非晶质物、间层粘土矿物的构造特性分析有独到之处，国外已将其用于井场岩石矿物剖面分析图的快速建立，国内亦逐渐成为分析敏感性矿物，尤其是油气层粘土矿物的有力手段，但由于其对鉴定间层粘土矿物的局限性，要完全代替XRD是不可能的。
2.CT扫描技术将医学上应用的CT扫描技术引人到岩心分析中，主要原理是用X 射线照射岩心，得到岩心断面上岩石颗粒密度的信息，经计算机处理转换成岩心剖面图，它可以在不改变岩石形态及内部结构的条件下观察岩石的裂缝和孔隙分布。
当固相物侵入岩心时，能够对固相侵入深度及其在孔喉中的状态进行监测，也可以观察岩样与工作液作用后的孔隙空间变化。
目前这项技术主要用于高渗透疏松砂岩和裂缝性储层的损害研究中，如出砂机理、稠油蚯蚓孔道的形成、侵入裂缝的固相分布、岩心内泥饼的分布形态等。
3.核磁共振成象技术简称NMRI，它能够观测孔隙或裂缝中流体分布与流动情况，因此对于流体与流体之间，流体与岩石之间的相互作用，以及润湿性和润湿反转问题的研究有特殊意义，是研究油气损害的最新手段之一。
NMRI测井技术发展很快，主要用于剩余油的分布探测，已成为提高采收率的重要评价技术。
4.扫描电镜技术扫描电镜技术在制样和配件方面发展较快，在SEM上配置能谱仪（EDS）可以对矿物提供半定量元素分析，对敏感性矿物的识别及损害机理研究有很大的帮助。
国外页岩气钻井液技术新进展_邸伟娜
将 2# 配方在 204 ℃下静态老化 48 h，测量其流 变和滤失性能，结果见表 3[10]。作为定制过程中的关 键部分，用于研究的 LGS 是由 Haynesville 和 Bossier 页岩的钻屑制成的，D50 小于 10 µm。用于以上研究 的是 50%Haynesville 钻屑和 50%Bossier 钻屑的混合 物。表 3 中数据表明，定制的钻井液能很好地解决 高温问题，没有样品出现凝胶问题，甚至是含有 CO2 的样品 ；考虑到钻井液的老化效应和固体含量，钻 井液的塑性黏度和剪切强度仍然非常低 ；在含有高 达 12% 的 LGS 时，钻井液仍然保持有功能特性 ；而 且钻井液的 API 和高温高压滤失量非常低。证明通 过定制化方法能够研发形成一种热力学稳定、抗 CO2 污染、且具有高低固相容量的水基钻井液。
近年，非常规页岩气储层钻井活动急剧增加。页 岩气储层钻井液的选择经常是油基钻井液（NAF）。 虽然 NAF 具有页岩稳定性和润滑性好及抗污染等优 点，但是在环境影响和附带成本方面存在严重问题， 使作业者寻求用水基钻井液（WBM）进行非常规页 岩气储层钻井。哈里伯顿的 Jay P. Deville 等人利用页 岩矿物学和井底温度等非常规页岩气储层中的关键因 素，打破“用一种水基钻井液来实现全球页岩气开发” 的思想，提出基于给定页岩参数详细分析的客制化服 务 [9]。分析不仅包括页岩形态和岩性，还包括钻井方 案、环境因素和其它储层专用考虑因素。
钻井液技术新进展
钻井液技术新进展摘要：钻井液技术的革新对加强石油勘探开发，提高石油采收率具有重要作用。
本文介绍了国外钻井液技术的新进展，包括井壁稳定、防漏堵漏、抗高温钻井液、提高机械钻速的钻井液、低密度钻井液流体、储层保护等技术，同时介绍了国内钻井液技术的相关进展，通过分析比较，指出开发新型钻井液技术的关键在于研发新的处理剂，为钻井液技术的发展指明了方向。
关键词：水基钻井液；油基钻井液；钻井液处理剂；纳米技术油气井工作液指在钻井、完井、增产等作业过程中所使用的工作流体，包括钻井液、钻井完井液、水泥浆、射孔液、隔离液、封隔液、砾石充填液、修井液、压裂液、酸液及驱替液等。
近年来，钻井液在保障钻井井下安全、稳定井壁、提高钻速、保护储层等方面的作用日益突出，随着当前复杂地层深井、超深井及特殊工艺井越来越多，对钻井液技术提出了更高的要求。
为此，国内外对应用基础理论和新技术方面进行了广泛的研究，取得了一系列的研究成果和应用技术，有效的解决了钻井过程中迫切的难题，并为钻井液技术的进一步发展奠定了基础指明了方向。
本文在调研近几年国内外钻井液新技术的基础上，对国外和国内钻井液技术的新进展分别进行阐述[1-3]。
1国外钻井液技术新进展1.1井壁稳定技术1.1.1高性能水基钻井液技术国外各大钻井液公司均研发了一种在性能、费用及环境保护方面能替代油基与合成基钻井液的高性能水基钻井液（HPWM）代表性技术有M-I公司的ULTRADRIL体系、哈利伯顿白劳德公司的HYDRO-GUADRTM体系[4-5]。
该钻井液体系中，聚胺盐的胺基易被黏土优先吸附，促使黏土晶层间脱水，减小水化膨胀；铝酸盐络合物进入泥页岩内部后能形成沉淀，与地层矿物基质结合，增强井壁稳定性；钻速提高剂能覆盖在钻屑和金属表面，防止钻头泥包；可变形聚合物封堵剂能与泥页岩微孔隙相匹配，形成紧密填充[6]。
在墨西哥湾、美国大陆、巴西、澳大利亚及中国的冀东、南海等地的现场应用效果表明，高性能水基钻井液具备抑制性强、能提高机械钻速、高温稳定、保护储层及保护环境的特点[7-8]。
我国油气保护发展过程及国外保护油气层发展现状
浅谈我国油气保护的发展过程及国外保护油气层发展现状摘要：本文探讨了我国在油气层保护技术方面的发展过程，国外保护油气层技术发展动向，使用计算机处理和管理大量油气层信息，建立各种保护油气层模型。
进行油气层损害的识别、诊断、评价、预防及处理，形成了油气层损害与控制智能化计算机软件系统。
关键词：油气保护；发展；国外；智能化；系统一、我国在油气层保护技术方面的发展过程50年代我国石油工作者就开始注意到保护油气层的问题，川中会战时，就提出钻井液密度不宜过高，以免压死油气层。
60年代大庆会战时，为了减少对近井地带的油气层损害，对钻开油气层钻井液的密度和滤失量也提出了严格要求。
70年代开始从分析油气层岩心入手来研究油气损害的机理和防治措施，并将试验室研究成果应用于油气田钻井、完井和开发方案的设计及生产实践中，形成了保护油气层的系列技术。
70年代开始长庆油田就开始进行了岩心分析和敏感性分析，但由于受到仪器与技术条件限制，再进一步深入下去有困难。
直到80年代，在引进国外保护油气层技术的基础上，我国才全面开展了保护油气层技术的研究工作，并在”七五”期间将保护油气层钻井完井技术列为国家重点攻关项目。
原中国石油工业部科技司、开发司、钻井司共同组织辽河、华北、长庆、四川、中原等五个油田和石油大学、西南石油学院、江汉石油学院、石油勘探开发科学研究院、工程技术研究所等单位共同进行攻关，使我国保护油气层技术不仅在理论研究上，而且在生产实践中均取得较大进展，形成了适合我国的保护油气层系列技术在”八五”期间，此项技术得到进一步推广应用和发展，并取得较好的效果。
二、国外保护油气层技术发展动向保护油气层技术是在石油勘探开发过程中对提高产能具有战略性意义的关键技术之一。
国外油公司十分重视此项技术的发展，近年来仍然投入大量资金从事此项技术深层次的研究而我国保护油气层技术尽管己取得较大发展，但与国外相比仍有较大差距。
现将国外保护油气层技术研究现状归纳为以下几个方面:1、油气层损害机理的研究继续深入近年来，外国专家对油气层损害机理进行了更为深入的系统研究， giorgi把引起油气层损害机理归纳为二十二项:(1)润湿性改变;(2 )水锁;(3)凝析气层液锁;(4 )气锥或水柱;(5)毛管压力的改变;(6 )粘土膨胀;(7 )微粒运移;(8 )伊利石、云母破碎解体;(9 )无机盐沉淀;(10)注c02导致无机盐沉淀;(11 )酸化引起的沉淀;(12 )碳酸盐溶解沉淀;(13 )外来固相的堵塞;(14 )油气层固相颗粒堵塞;(15 )力学方面的损害;(16 )酸渣;(17 )蜡堵;(18 )乳状液堵塞(19 )细菌损害;(20)沥青质沉积;(21 )增加水的饱和度;(22 )气井增加油的饱和度。
国外钻井技术研究新动态
国外钻井技术研发新动向钻井的目的不止是构建油气通道，更重要的是发现更多的油气资源和尽量提高油气产量和采收率。
钻井工程面临的问题始终是如何确保“优，快，省，HSE”。
钻井技术的研发一直是针对这些问题展开的。
自上世纪80年代以来，钻井技术发展很快，极大地推动了钻井的实时化、信息化、数字化、可视化、集成化、自动化、智能化，使钻井变得“更聪明”。
从国外钻井前沿技术和在研技术判断，当前钻井技术的研发在这四个方面出现一些值得关注的新动向。
一、优“优”指优质，也就是如何提高工程质量，更好地保护油气层，准确地监控井眼轨迹。
1.提高井下数据传输速率，完善双向通讯钻井目标复杂化对井眼轨迹的控制精度提出了越来越高的要求。
近些年，国外一直在探索新的数据传输方式，包括声波、光纤和有缆钻杆。
目前，声波信道和用于常规钻杆的光纤信道尚在研究中。
在有缆钻杆领域，目前投入商业应用的只有美国Intelliserv公司的“软连接”有缆钻杆，即所谓的智能钻杆。
智能钻杆的主要特点是：(1)数据传输高速、大容量、实时：数据传输速率高达5.76×104 bit/s；(2)真正实现双向通讯；(3)适用于包括欠平衡钻井、气体钻井在内的任何井况下的数据传输。
智能钻杆是钻井井下信号传输技术的一个重大突破和重要里程碑，应用前景乐观。
下一步是开发数据传输速率高达1×105 bit/s的智能钻杆。
2.发展随钻前视功能，完善地质导向地质导向是MWD和LWD技术的重大突破，但目前的地质导向仪离钻头的距离在0.91m以上，不能探测钻头前方的地质情况。
为此，需要发展随钻地震等具有随钻前视功能的技术，更好地进行地质导向和储层导向。
二、快“快”指高效，也就是如何提高钻井效率。
“快”是油公司、钻井承包商和技术服务公司一贯追求的重要目标。
近两三年，钻井日费暴涨，提高钻速尤为重要，对深井钻井和深水钻井来说更是如此。
1.探索新的破岩方式，以期在破岩技术上取得突破近几年，国外还在探索中的破岩技术主要是激光钻井、等离子体通道钻井(Plasma Channel Drilling)。
国外钻井完井技术新进展
国外钻井完井技术新进展1 水平井钻井技术1.1 水平井应用的油藏和地区目前，水平井已作为常规钻井技术应用于几乎所有类型的油藏，如枯竭油藏、致密气藏、低渗油藏、边际油藏、高渗油藏等。
除了传统意义的水平钻井之外，近年来，水平井又有了许多新的应用：•水平井作为注入井，提高产量•分支水平井开采多个产层•开采老油田剩余油•多目标开发产层•开采气藏或疏松砂岩油藏•水平井资料用于油藏描述•薄层油藏、注水剖面修正、持续增产1.2 水平井的效益近年来，水平井钻井成本已降至直井的1.5~2倍，甚至有的水平井成本只是直井的1.2倍，而水平井的产量是直井的4~8倍。
1.3 国外水平井钻井技术指标•水平井最大水平段达6118m；•水平井最大垂深6062m；•水平井最大单井进尺10172m；•双侧向水平井总水平段长度达到4550.1m（该井垂深1389.9m）；•多分支水平井总水平段长度达到11342m。
1.4 国外水平井钻井新技术1.4.1国外水平井钻井技术正在向集成系统发展以提高成功率和综合经济效益为目的，结合地质、地球物理、油层物理和各工程技术，对地质评价和油气藏筛选、水平井设计和施工进行综合优化。
兰德马克图形公司开发出一种名为决策空间（DecisionSpace™）的新一代定向井设计软件包，可显著降低油田开发中井眼轨迹的设计周期。
这个集成软件包由三部分组成：资产设计师（Asset- Planner™）、轨迹跟踪设计师（TracPlanner™）和精确定位（PrecisionTarget™）。
利用该软件包，可以迅速地为新老油田开发方案提供多井平台下的油田开发井眼轨迹设计方案，借助先进的井眼轨迹设计技术和工作流程技术缩短井眼轨迹设计周期。
“资产设计师”可以根据储层模型自动生成储层靶区目标。
应用该软件在储层模型内对储层特性进行筛选，从而产生储层油藏目标，使用者可以根据自己的泄油要求优化现场设计。
“轨迹跟踪设计师”可以快速有效地以人机对话的方式建立并显示多种勘探或油田开发方案，在详细的计划实施前，就可以得到可靠的估计。
国内外钻井液技术的研究进展
1.4 环保型钻井液技术的有效应用此种钻井液技术在美国、欧洲等地区的利用率很高，能够发挥出环保的作用，降低了环境污染事故产生率，达到绿色钻井施工的目的[2]。
2 国内钻井液技术的发展状况说明相较于国外，国内在钻井液技术方面的发展时间较晚，与其存在着一定的差距。
近些年来，国内钻井技术得以不断发展，促使水平井和大位移井钻探数量与日俱增，针对钻井液技术的研究工作开始增多，其中阳离子水基钻井液和油包水钻井液的科学运用，能够达到一些结构特殊井筒进行钻井作业处理的需求。
尽管国内的钻井液技术较为落后，不过随着钻井技术开发速度的加快以及各类试验研究的数量不断变多，在部分技术方面在全球范围内处于领先的地位，非常值得大范围运用。
进行渗透膜钻井液技术的开发与研究，能够产生合成基钻井液与聚合醇类钻井液等等，而国外全新水基钻井液技术的出现，能够满足质量方面的需要，进行钻井现场运用时，能发挥出一定的作用。
我国所研发的成膜剂表现出半透明的状态，能对泥页岩出现的吸水膨胀情况加以有效抑制，成效非常明显[3]。
我国在超高温水基钻井液技术方面目前处于全球的领先地位，在研发出PAMS 磺酸盐聚合物之后，又开发出能在超高温钻井中运用的钻井液处理剂，获取良好的运用效果。
而有机盐盐水钻井液主要被应用到塔里木油田的试验中。
在欠平衡钻井液技术方面，对比国外，国内呈现出严重的滞后性。
基于泡沫与充气钻井液的前提下，国内加快了对低密度钻井液的研究速度，达到欠平衡钻井技术的需要。
而气体钻井液主要把氮气当成相应的循环流体，应用气体钻井液，使井筒相应的生产压差下降，减少了钻井作业的周期，达到对成本控制的效果。
3 针对钻井液相关认识的分析通过分析上述几类钻井液技术之后，能够了解钻井液技术的很多特征，形成了具体的认识：第一，必须对钻井液相应的油气层保护性能十分关注与重视。
探究钻井液技术的同时，要明确钻井液和钻井效率之间的关联，凸显出钻井效率的重要性。
第二，必须实现钻井液技术和有关学科之间的融合。
国内外钻井液技术新进展060516
有机酸盐加重泥浆体系
由于其活度很低，泥浆抑制粘土水化能力 成倍提高 又使粘土容量限大大提高 同时减轻对高温降粘剂的压力，又能稳定 井壁和保护油层。 这样辅之以降粘剂的抑制性及稀释性，则 可达到预期效果。
新型钻井液体系
甲基葡糖酐钻井液
甲基葡糖酐(MEG)钻井液是最近开发的、不 污染环境的水基钻井液 其性能与油基钻井液接近，能稳定泥页岩， 具有良好的润滑性和滤失控制性能 MEG是葡萄糖的衍生物，从玉米淀粉制得， 无毒性，且易生物降解 MEG是含4个羟基和1个甲基的两排环状结 构
MEG钻井液的特点 --强的抑制性与封堵作用
国内专家对井壁不稳定机理 的新认识
当采用过平衡钻井钻进页岩、泥岩和粘土岩 等类地层时，如井壁上没有有效的封隔层， 那么钻井液就会渗入地层，即便渗入极少量 的滤液也会导致近井地带孔隙压力大量增加， 从而可能导致井壁的不稳定 室内试验证实，采用封堵和化学固壁，可以 完全控制住钻井液与地层之间的压力传递
国内专家对井壁不稳定机理 的新认识
最好的抑制剂亦不可能将泥页岩的膨胀压降为零 对于不同粘土矿物，抑制剂降低膨胀压的效果不 相同 例如钾离子能有效地降低含蒙皂石地层的膨胀压 力；而对于伊利石而言，几乎没有影响；对于高 岭石反而使膨胀压力增加
国内专家对井壁不稳定机理 的新认识
钻井液液相进入地层，引起地层孔隙压力增高、 膨胀压力的增高、降低岩石强度、改变其力学性 能是造成井壁不稳定的主要原因之一 泥页岩中压力传递比溶质和离子扩散快12个数 量级，后者又比钻井液的滤液的达西流快1 2个 数量级 正是由于抑制性的溶质和离子滞后于压力传递， 从而不能阻止钻井液压力穿透作用所引起的地层 破坏。因而稳定井壁必须采用抑制剂与控制压力 穿透同步进行才有效
国内外钻井液技术进展及对钻井液的有关认识
2020年第10期西部探矿工程*收稿日期：2019-12-23作者简介：曾祥禹（1985-），男（汉族），吉林公主岭人，工程师，现从事钻井技术工作。
国内外钻井液技术进展及对钻井液的有关认识曾祥禹*（大庆钻探工程公司钻井四公司，吉林松原138000）摘要：在当前油田勘探开发技术不断进步的前提下，钻井施工作业过程中，对钻井液提出了更高的要求。
目前国外大型钻井作业公司在水基防塌钻井液体系的研发方面已经具备了较高水平，而且最新研发出的合成钻井液以及乳化钻井液体系表现出了良好的环保性能。
我国虽然在生产实践中大量借鉴国外新技术，也研究出了聚合醇钻井液、甲基葡萄糖苷钻井液、硅酸盐钻井液等一些新钻井液体系，但是从整体技术水平来看，与国外仍然存在着一些差距。
因此我国必须要进一步加大对钻井液体系的研究力度，这样才能逐步缩小与国外先进技术之间的差距。
关键词：钻井液；钻井液处理剂；油基钻井液；环境保护中图分类号：TE254文献标识码：A 文章编号：1004-5716(2020)10-0075-02石油勘探开发技术在近几年来取得的进步非常大，而且在当今的钻井作业领域中深井、超深井以及特殊工艺钻井数量越来越多，这就对钻井液提出了更高的要求。
在当前社会发展形势下，钻井液技术必须要逐步向井下安全、环保、高效的方向发展这样才能符合社会发展对绿色环保的要求，才能满足钻井施工实际需要。
1钻井液技术现状1.1超高温高压水基钻井液AMPS 系列耐温抗盐聚合物的应用是目前超高温水基钻井液研究的主要方向，而针对抗污染交联聚合物以及水解稳定性强的聚合物钻井液的研究也比较突出，在具体的研究过程中还必须要对钻井液处理剂长期稳定性和配伍性进行充分考虑，而通过合理应用海泡石能够全面提升整个钻井液体系的热稳定性。
水基钻井液体系在实际应用过程中经常会在深井高温等一系列环境下出现稠化、凝胶、甚至是固化等一些问题，从而使得钻井液体系失去流动性，对深井钻井施工作业的安全性和施工的效率产生巨大影响[1]。
国内外钻完井技术新进展
国内外钻完井技术新进展一、本文概述随着全球能源需求的日益增长，石油和天然气等能源资源的勘探与开发显得尤为重要。
钻井技术是石油天然气勘探开发过程中的核心技术之一，其技术水平的高低直接影响到勘探开发的成功与否。
近年来，随着科技的不断进步，国内外钻完井技术也取得了显著的新进展。
本文旨在概述这些技术进展，包括新型钻井设备、钻井液技术、完井技术等方面的创新与应用，分析其对提高钻井效率、降低开发成本、提升油气采收率等方面的作用。
本文还将探讨未来钻完井技术的发展趋势和挑战，以期为相关领域的科技人员和管理者提供参考和借鉴。
二、国内钻完井技术新进展近年来，随着国内石油天然气勘探开发力度的不断加大，我国钻完井技术也取得了显著的新进展。
这些进步不仅体现在技术创新和装备升级上，更体现在提高钻井效率、降低开发成本以及保障生产安全等多个方面。
在钻井技术方面，国内已经成功研发并应用了多项新技术，如旋转导向钻井技术、水力喷射钻井技术、三维地震导向钻井技术等。
这些技术的应用大大提高了钻井速度和精度，减少了钻井事故的发生率，同时也为复杂地质条件下的油气勘探开发提供了新的解决方案。
在完井技术方面，国内同样取得了显著成果。
例如，随着水平井、大位移井等复杂井型的大量应用，国内已经成功开发出多种完井工艺和工具，如套管开窗侧钻完井技术、水力压裂完井技术等。
这些技术的应用不仅提高了完井质量，也有效降低了完井成本，为油气田的高效开发提供了有力保障。
在钻井液和完井液技术方面，国内也取得了重要突破。
通过不断研究和探索，国内已经成功开发出多种新型钻井液和完井液体系，如环保型钻井液、高性能完井液等。
这些新型钻井液和完井液的应用不仅提高了钻井和完井效率，也有效保护了油气田的环境，实现了绿色、环保、高效的开发目标。
国内钻完井技术的新进展为油气勘探开发提供了强有力的技术支持和保障。
未来，随着技术的不断创新和进步，相信国内钻完井技术将取得更加显著的成果，为我国的石油天然气工业发展贡献更大的力量。
国内外钻井液技术进展及对钻井液的有关认识
国内外钻井液技术进展及对钻井液的有关认识经济的不断发展带动石油勘探开发技术的不断提高，对钻井液提出了更高的要求，现如今国内外的一些公司相继研制并推广了聚合醇钻井液、正电胶钻井液、甲酸盐钻井液、稀硅酸盐钻井液和微泡钻井液等具有国际先进水平的水基防塌钻井液新体系、具有强大环保性能的第二代合成基钻井液和逆乳化钻井液新体系，为了能够推进国内外钻井液技术研究进程，需要对钻井液产生深刻的认识，本文便主要讲述了推进国内外钻型液技术进展及对钻井液有关认识的相关措施，以此来供相关人士参考与交流。
标签：钻井液;进展以及相关认识;具体措施引言：石油勘探开发技术的不断发展带动深井，超深井以及特殊工艺井钻探越来越多，给钻井液提出了更高的要求，为了促进石油勘探开发技术的进一步发展，国内外相关专家研发了具有相当强大环保功能的钻井液技术，对钻井液技术的研究以及应用进入了一个新的发展阶段，为之后的钻井液技术的研究提供了一个明确的方向。
一、充分认识处理剂的重要性在掌握与学习国内外钻井液技术的时候首先应该明确钻井液体系的进一步依赖于新型钻井液处理剂的出现，对此要对新型处理剂的研究与开发采用极其重视的态度，保证钻井液处理剂的质量和水平。
经过调查可以发现现如今，钻井液技术处理剂的质量呈现出参差不齐的现象，产生质量问题的主要原因是多方面的，既有处理剂定价过低的原因，同时也有生产厂家自身的因素，对此为了保证钻井液处理剂的质量需要从多方面角度进行思考与探索。
在研发钻井液处理剂的过程中需要始终坚持负责的态度，做好处理剂的质量关，以此来避免由于人际关系带来的处理剂质量下降的问题，在把控处理剂质量的过程中应该从生产供应和用户多方面进行共同把关，保证处理剂的质量和纯度。
其次要做好环境保护对处理剂的要求，在研究与开发处理剂的过程中应该始终坚持环境保护的目的，对处理剂当中的铬元素进行有效的控制，减少处理剂当中的有害物质对环境的污染。
最后便需要做好处理剂的检测工作，在进行检测的过程中要格外重视处理剂的钻井液性能检测，由于现如今检测方法与标准具有一定的局限性，为了能够更加准确的检测处理剂的质量与功效便需要根据实际情况统一处理剂产品的质量检测标准与检测方法，在保证质量的基础上提高检测效率[1]。
2005年国外钻井液新技术
(四)微泡钻井液的最新进展
微泡钻井液已在全球用来钻枯竭层和 其他的低压层。这种钻井液的主要特点是 具有良好的低剪切流变性和微泡。但是对 微泡钻井液的作用原理还不了解，这就限 制了这项技术的推广。最近在美国能源部 的赞助下，M-I钻井液公司对微泡钻井液的 作用原理进行了研究，并取得了以下成果:
“微泡钻井液作用原理”研究新成果
（二）可防止重晶石沉降的 INNOVERT钻井液体系
白劳德钻井液公司应用烷烃/矿物油为基油配制出 一种新型INNOVERT钻井液体系。INNOVERT 钻井液体系通过其他方法解决了重晶石沉降问题。 INNOVERT终止了对细颗粒的依赖，为油公司 提供了一种低固相、无地层损害的钻井液。胶体 结构的INNOVERT钻井液体系克服了对钻井液 稠度的过分要求，而包括添加增稠剂在内其方法 会导致诸如当量循环密度上升等新问题。 这种钻井液还可以降低因漏失而造成的成本上升。
Байду номын сангаас10
6 0.25 24 0.5
低剪切速率下的粘度（KcP） ＞30 高温高压失水量（mL/30min）＜10.0 pH值 8.5～9.5
（二）油基钻井液滤液对气井的损害
在亚得里亚海的低渗气层钻井时，为 了把压差卡钻和和粘土失稳控制到最低程 度而使用了油基钻井液。油基钻井液滤液 能穿过滤饼，与完井盐水相遇时会形成难 以清除的乳化液滴，而这些乳化液滴会对 岩石的渗透性造成永久性损害。
（二）油基钻井液滤液对气井的损害
为了确定油基钻井液滤液对气层的影响，Ent E&P公 司进行了试验，得出以下认识：
钻井液滤液侵入地层的深度超过了射孔深度。在枯竭储层， 首先用油基钻井液钻井，而后用盐水完井，钻井液滤液与地 层盐水接触，形成了高粘度的乳化物，对地层造成严重的损 害。 通过调整完井盐水的配方，使用是憎水-亲水亲脂平衡指数 可以更合适的乳化剂，可以防止油基钻井液组成的地层损害。 当油基钻井液滤液为低憎水-亲水亲脂平衡指数时，应在低 剪切速率下配制完井盐水； 在水油比为25︰75、50︰50和75︰25的情况下，配制钻井液 的乳化剂是稳定的； 为了避免形成油包水乳化，要添加高憎水-亲水亲脂平衡指 数的添加剂。
国外钻井液技术新进展.ppt
1）机理：与传统桥堵不同，通过钻井液内颗粒的引力密封 地层。
2）特点：可以用同一种组分的钻井液封闭不同孔隙尺寸分 布的地层。
3）组成：DWC2000TM (增粘剂)＋FLC2000 TM (动态降漏 失剂，不是API降滤失剂)＋KFA2000 TM (润滑剂)。
2019/11/10
技术讲座
• 液相在近井地带聚集，会降低油井产率； • 处理水锁：用表面活性剂和互溶剂来减小表面张
力(气井中)和界面张力(油井中)。 • 新型互溶剂损害：引起水溶性的盐和CaSO4 沉淀 • 除垢：需用价格昂贵的螯合剂。
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防止油气层损害
2．使用微观流体装置研究地层损害
• 微观流体学：流体流动和化学作用微观化； • 特色：化学分析的微观化和换算决不是仅仅缩小
• 充氮油基：由于实在不能解决当量循环密度问题，被迫换用充 氮油基钻井液。 3
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课堂讨论
1、地层损害的新机理是指： A、除垢时造成地层损害； B、用土酸处理滤饼造成地层损害； C、解除水锁时产生地层损害； D、现有解除地层损害的措施，都会对地层造成新的损害； 2、以下说法是否正确： A、无损害钻井的目标是打出损害接近于零的油井； B、无损害钻井液主要是利用表面化学原理，在地层表面产
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井壁稳定
1 、 井眼失稳和多相流耦合模式[6]
• 多相流模式：多数欠平衡钻井作业要使用气—液 混合物代替常规钻井液，所以多相流模式是欠平 衡钻井的主要工具。
• 应用：应用多相流需要确定：
• ①确定欠平衡钻井的可行性；②注入量和压力； ③确定作业参数；④保证适宜的井眼清洁能力， ⑤鉴别是否达到欠平衡；⑥确定作业参数的变化。
国外保护油气层钻井液技术新进展
基油或合成基液 石灰 有机土 可转化的乳化剂 润湿剂 流型改进剂 ’ ) *+ , + ’ 盐水 （加重剂） + , + / $
实验研究， 指出钻井过程导致的储层损害已经成为影响水平井产 能的主要因素。表’是从#家钻井液公司获取的 ! ! 种保护水平 井储层的钻井液体系组成， 它们均是针对水平井而设计的， 具有 良好的常规性能及保护储层的特性。在这! !种保护水平井储层 的钻井液中， 水基钻井液大部分用 B （生物聚合物） 、 （聚阴 + 1 C + 离子纤维素） 和改性淀粉作为增粘剂和降滤失剂， + , + / $ 粉末通 常用作桥堵剂； 由于已考虑到膨润土可能对储层造成损害， 因此 钻井液组份中膨润土并不多见。 从对这! 污染评价等 !种保护水平井储层的钻井液的性能、 方面来看， 用膨润土和纤维素作桥堵剂时对岩心渗透率的损害明 显大于用 + 通常使用的增粘剂 B , + / + $ 粉末作桥堵剂时的损害，
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中 国 海 上 油 气（ 地 质 ）
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这种新型油基钻井液既保持了常规油基钻井液和合成基 钻井液在性能上的各种优点， 又可在完钻后及时转化为水包 油乳化钻井液， 将油湿的岩石表面重新转变为水湿， 从而避免 了油相渗透率的降低， 对储层起到了有效的保护作用， 同时还 便于对泥饼的清洗和清除。对于海上钻井， 使用这种新型油 基钻井液不仅可简化对钻屑的处理程序， 降低处理费用， 而且 也有利于对环境的保护。
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国外钻井液和完井液技术的新进展
国外钻井液和完井液技术的新进展徐同台1 赵忠举2 袁春3(1.中国石油天然气集团公司,北京;2.石油经济和信息研究中心,北京;3.西南石油学院,四川南充) 摘要 近两年,国外钻井液和完井液技术有了新的进展,特别是在防止油气层损害、井壁稳定、新型钻井液的研制以及钻井液的设计和钻井液的管理等方面,为提高钻井效率、油井产能和可采储量起到了很大的作用。
对国外钻井液和完井液技术的新进展进行了综述。
关键词:钻井液 完井液 防止地层损害 井壁稳定 钻井液管理防止油气层损害11地层损害的新机理[1]地层损害存在于许多油井生产的始终。
微粒运移,粘土矿物水化、膨胀分散,无机垢、沥青质和其它有机沉淀物等都对地层产生损害。
为了消除各种作业过程中对油气层的损害,采用化学解堵,如吸附型垢的挤压处理(用膦酸类的除垢剂)、在致密的碳酸盐地层用互溶剂处理水锁、在砂岩地层用土酸(HCl 与HF的质量比为12∶3)清除滤饼等。
这些处理原本是用来解除地层损害的,但若在解堵过程中实施措施不当,又会对地层造成新的损害,导致许多井在生产中产量下降。
(1)除垢时造成的地层损害 用膦酸作除垢剂时,由于和地层离子作用造成了新的损害。
在砂岩地层,离子主要来源于泥岩、赤铁矿、菱铁矿、铁白云石和硫化铁。
新的地层损害发生后,可用与盐酸互溶的溶剂或是水润湿性表面活性剂处理。
在现场应用前(尤其是在砂岩地层应用时),测试除垢剂与储层流体、岩石的配伍性是相当重要的。
(2)砂岩地层中用土酸处理滤饼造成的地层损害 这类损害主要由含铝化合物沉淀造成。
使用土酸处理滤饼时,处理液中含有较高浓度的铝,此时p H值在3～4之间,残余酸就逐步与粘土矿物和长石(Al2Si)作用生成铝氟化合物垢AlF x(OH)32x。
这类垢可用HCl除去。
土酸中两种酸的比例要适宜,并保持低的p H值,才可以减小铝氟化合物沉淀。
(3)清除水锁时产生的地层损害 在生产作业中向地层注入大量液相,会引发油气井的诸多问题。
国外钻井液技术发展概况-陈二丁
二、国内外钻井液完井液新技术简要介绍
自动控制各类固控设备的开启运转， 自动控制各类固控设备的开启运转，自动分 析固相含量的组分； 析固相含量的组分； 自动添加泥浆处理剂， 自动添加泥浆处理剂，自动控制加药速度 (如在一个循环周内加入定量的药品，加重剂 ， 如在一个循环周内加入定量的药品， 如在一个循环周内加入定量的药品 加重剂)， 并能自动连续测量显示主要泥浆性能的指标； 并能自动连续测量显示主要泥浆性能的指标； 可随时提供压井泥浆， 可随时提供压井泥浆，节省了为压井而 准备的储罐及泥浆。 准备的储罐及泥浆。可谓集所有泥浆作业于一 身，对于海上高温高压钻井地区多了一个有利 的助手。 的助手。
国外深水钻井液技术进展
第37卷第3期2009年5月 石 油 钻 探 技 术PETROL EUM DRILL IN G TECHN IQU ESVol137,No13May,2009收稿日期:2008-11-19;改回日期:2009-03-26作者简介:王松(1964—),男,1985年毕业于江汉石油学院钻井工程专业,教授,硕士生导师,主要从事油田化学方面的研究与教学工作。
联系电话:(0716)8060442#教授专家专栏!国外深水钻井液技术进展王 松1 宋明全2 刘二平1(11长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州 434023;21中国石化石油勘探开发研究院德州石油钻井研究所,山东德州 253005)摘 要:随着石油工业的不断发展,海洋油气勘探的水域越来越深,深水钻井难度也越来越大。
介绍了深水钻井存在的主要问题:海底页岩的稳定性差、钻井液用量大、井眼清洗难、浅层天然气容易形成气体水合物、低温下钻井液的流变性不稳定、地层破裂压力窗口窄等,这些都对钻井液技术提出了更高的要求。
国外深水钻井作业开始得较早,使用的钻井液体系主要有水基钻井液和合成基钻井液,其中水基钻井液主要包括墨西哥湾的高抑制性水基钻井液体系、高性能水基钻井液和CaCl2/聚合物钻井液,挪威海域的硅酸盐钻井液体系以及甲基葡萄糖甙钻井液等;合成基钻井液主要包括墨西哥湾的酯/烯烃基钻井液、IO和酯基钻井液及环境可接受的专用合成基钻井液等。
另外,还介绍了充气钻井液和特殊的油基钻井液体系。
最后,分析了深水钻井液技术的发展趋势,并提出了一些建议。
关键词:深水钻井;水合物;水基钻井液;油基钻井液;充气钻井液;合成基钻井液中图分类号:TE254 文献标识码:B 文章编号:1001-0890(2009)03-0008-05自1985年以来,随着第一批水深在300m以上深水油气勘探开发项目的投入建设,国际深水油气勘探开发逐渐增多。
最初10a的年平均增长速度为65%,西北欧、巴西、墨西哥湾的勘探开发速度最快,2001年起墨西哥湾深水区的产量已超过浅水区。
国内外油基钻井液研究与应用进展
油基 钻井液 的缺点 主要体 现在 成本高 、不利 于 录 井作 业 、 环境存 在严重影 响 等 。采用 油基钻井 液成 对 Ｊ 功钻 井 的同时 ，会 对周 围的环境 产生 污染及 对储层 造
结构 ， 黏弹性 会 逐渐增 大 ， 定 时 间后 （ 于 ４ｈ 趋 于 一 大 ） 平衡 。 一现 象对于 现场作业 很不利 ， 这 故保证 钻井液低
滑 性好 ， 制性 强 ， 利于 保持 井 壁 稳定 ， 最 大 限度 抑 有 能
所吸 附的油量 ， 还具 有改善 流变性 和降滤 失的作用 。 通 过加 入一种 油溶性 的聚合物 表面活 性剂 ，能够 显著降 低 岩屑 上油 的滞 留量 ｌ。 ９ ＿
１ ． 低 剪 切 速 率 流 变 性 控 制 ．４ ３
１ ． 技术 难点 ３
１ ． 悬 浮 稳 定 性 。１ ３
降 滤失 剂 主要 用 于控 制体 系 的滤 失量 和稳 定性 ，
高 软 化点 （ 于 ２ ０℃ ） 青是 良好 的降 滤 失剂 之一 ， 大 ２ 沥 同时还有 一些其 他类型 的降滤失 剂 。国外研 制 出了一
种 在油基 钻 井液 和合 成 基钻 井 液 中均具 有 溶解 性好 、
８１ ～ ２个 碳 原 子 的 亲 油 基 和 一 个 亲 水 的 胺 基 的 烷 基 伯
盐 膏层 、 量衰竭 的低 压地 层 和海洋 深水 钻井 ］ 能 。
２２１ ．． ３ 气 制 油 钻 井 液 ．
胺 表 面活性 剂 ，可通 过选 择不 同 的烷基 来实 现 亲油 基 团 的变化 ， 通 过胺基 的重 复作 用来 改变 亲 水基 团 ， 并 从 而使 表面活 性剂 达到 预想 的性 能 ｌｊ Ｉ ８ 。油 脂加 工废料 与 有 机碱 为原 料 ， 成可 降解 乳化 剂 Ｃ Ｔ， 合 Ｅ 用其 配制 的油 基钻井 液体 系 ， 滤失量 较低 ， 化稳 定性 较好 ［ 。 Ｂ值 乳 １ Ｖ 小 于 １的 ２种 或 ３种 乳 化 剂 复 合 而成 的 可转 相 乳 化 剂 ． 用于钻 井 液ห้องสมุดไป่ตู้的可转相 的乳 化 剂 ］ 可 。
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2002Ο12Ο26收到 2003Ο01Ο16改回国外保护油气层钻井液技术新进展吴诗平 鄢捷年(石油大学 北京 102200)在油气钻探过程中,钻井液作为第一种入井流体,在对储层实施保护的过程中起着至关重要的作用。
在长期的钻井实践中,我国已总结出三大类、共11种保护油气层的钻井液体系[1],但随着时间的推移和钻井难度的增加,保护油气层钻井液技术正面临着进一步发展和更新。
近年来,液技术的研究,并已取得了较大进展和成功应用。
1 暂堵型钻井液、完井液体系的对比评价由于储层具有高渗、天然裂缝发育等特性以及储层衰竭等原因,许多井在钻井、完井和修井过程中都会出现非常大的滤液漏失。
J.Dorman 等人[2]分别对通过调整钻井液组分来控制滤失量的方法进行了研究。
实验所用的主要仪器为颗粒堵塞测试仪(简称PPA )。
该仪器在选择钻井液组分来降低滤失、评价颗粒堵塞情况方面十分有效。
用于室内评价的暂堵型钻井液、完井液体系有:①含有超细盐粒的聚合物体系(SSPF );②含有超细盐粒并加入合成聚合物的抗高温改性钻井液体系(SSPT ΟHT );③含有超细CaCO 3颗粒的聚合物体系(SCPF );④含有微细纤维素固相的聚合物体系(MCPF );⑤含有微细纤维素固相和抑制膨胀的天然聚合物的聚合物体系(MCPF ΟNDSP );⑥增效型聚合物凝胶体系(P GP );⑦增效型交联聚合物凝胶体系(XP GP );⑧抑制膨胀的稳定聚合物凝胶体系(DSP GP )。
其对比评价内容包括高温热滚后钻井液滤失量的变化、用PPA 装置评价钻井液的滤失特性(包括瞬时滤失量以及时间与滤失量的变化关系)、正压差与滤失量的关系、动态滤失量等。
对于MCPF 体系,其组分包括黄原胶生物聚合物、PAC ΟHV 、改性淀粉(降滤失剂)、p H 缓冲剂以及微细纤维素。
实验表明,该体系的瞬时失水量相对较高,但当泥饼形成后其滤失量能够有效地得以控制。
不同的实验压力对SSPF 和SCPF 体系的动滤失量有很大影响,但泥饼厚度均很小。
P GP 、XP GP 以及DSP GP 体系也能在不同压力下表现出良好的控制滤失和储层损害的能力,并且聚合物凝胶几乎可以完全阻止钻井液固相和滤液进入储层而造成损害。
在考虑对钻井液体系进行滤失量控制的同时,还必须考虑其流变性,尤其是高温下的流变性是否满足要求。
使用Fan Ο50C 高温高压流变仪对SSPF 、SCPF 以及MCPF 体系在不同温度下的流变特性进行了评价。
结果表明,随着温度升高,SSPF 和SCPF 体系比MCPF 体系具有更好的假塑性流体特征和低剪切流变特性。
通过实验研究结果的对比分析,得出以下几点认识:(1)对于高渗储层,使用含有超细盐粒(作为架桥粒子)的聚合物钻井液以及含有超细CaCO 3颗粒的聚合物钻井液,在静态和动态条件下均能有效地控制滤失;(2)在上述各种钻井液、完井液体系中,SSPF 和SCPF 体系的动滤失量相对较低;(3)在135℃(275υ)以上的高温下,建议使用具有良好抗高温性的SSPF ΟHT 体系;(4)MCPF 体系有较高的瞬时滤失量,但在泥饼形成之后滤失性可得到有效控制,而MCPF ΟNDSP 体系能有效地控制瞬时滤失量和高温高压滤失量;(5)SSPF 和SCPF 体系对于孔隙性储层能有效地控制滤失量,但对于滤失量很高的裂缝性储层,建议在体系中添加微细纤维素(MC )固相粒子进行改进。
2003年 中国海上油气(地质)CHINA OFFSHORE OIL AND G AS (GEOLO GY ) 第17卷 第4期2 盐水钻井液设计及其在油气层保护中的应用Swartwout 和Pearcy [3]论述了盐水钻井液的设计原理及其在油气层保护中的应用。
清洁盐水主要用作完井液、修井液以及封隔液,这主要是因为这类流体不需通过悬浮固相来控制静液压力,其优点在于能够有效抑制粘土膨胀和微粒运移,与储层有很好的配伍性。
目前,尽管它直接用作钻井液的情况相对较少,但仍然是保护储层工作液的一种重要体系。
盐水钻井液的主要成分是无机盐。
常用的无机盐有:N H 4Cl 、NaCl 、NaBr 、HCOONa 、KCl 、K Br 、HCOO K 、CaCl 2、CaBr 2和ZnBr 2等。
盐水钻井液的密度可以通过盐浓度来控制,其密度范围为110～215g/cm 3,选择时应考虑对钻井液密度的要求。
除无机盐外,盐水钻井液组分中还包括淀粉和(或)各类聚合物,其作用主要是增加凝胶强度和控制失水,淀粉的加入还有助于形成好的泥饼。
211 细目N aCl 颗粒作为暂堵剂的盐水钻井液体系 这类钻井液体系的组分主要有溶解的NaCl 、黄原胶生物聚合物、淀粉以及细目NaCl 盐粒。
随着井下温度的升高,悬浮在钻井液中的NaCl 盐粒量会发生一定变化,但由于NaCl 溶解度随温度升高而增加的幅度很小,因此其变化幅度并不很大。
这类钻井液体系具有良好的触变性,泥饼薄而致密,能有效防止滤液和固相侵入。
该钻井液体系一般不使用除NaCl 以外的其它无机盐配制盐水,这是因为NaCl 易溶于水,与其它盐类容易发生相互作用,在钻井过程中形成的泥饼也比较容易通过反排和被酸、氧化剂以及欠饱和盐水去除,但其缺点是钻井液密度范围较小,仅在1125～1156g/cm 3之间。
若要求钻井液密度低于1125g/cm 3,则架桥粒子的浓度必须降低,从而可能造成储层损害;若要求钻井液密度大于1156g/cm 3,则架桥粒子的浓度应相应增加,这样泥饼厚度将增加,钻井液的流变性也会受到影响。
212 细目C aCO 3颗粒作为暂堵剂的盐水钻井液体系 与细目NaCl 颗粒作为暂堵剂的盐水钻井液体系相比,这类钻井液体系对无机盐的种类有更多的选择,因为CaCO 3不溶于水,因此不必担心作为架桥粒子的CaCO 3和盐水发生相互作用。
另外,这类钻井液体系的密度范围较大,一般在1104～2152g/cm 3之间。
对于密度下限,体系中已包含了足够的无机盐,足以与储层矿化度相匹配,从而可保持井壁稳定;而对于密度上限,则需使用CaBr 2或者ZnBr 2等无机盐,配制成本会相应增加。
3 保护油气层的仿油基甲基葡萄糖甙钻井液甲基葡萄糖甙(M EG )钻井液是近年来发展起来的一类环保型的仿油基钻井液[4]。
实验研究表明,M EG 钻井液对页岩具有稳定作用,并具有良好的润滑性和降滤失性,对储层的损害程度小,反排渗透率较高。
M EG 钻井液对储层粘土矿物的水化作用有很强的抑制能力,无论是否有粘土颗粒或暂堵剂存在,它都能快速形成低渗且薄的泥饼,从而能够有效地防止和控制储层损害。
由于M EG 钻井液体系的油水界面张力很低,钻井液体系中的不溶物可以充当架桥颗粒,因而不仅可以减轻固相和滤液侵入所引起的损害,而且能够有效地减轻因水锁引起的损害。
4 保护油气层的新型油基钻井液为了防止因润湿性反转而导致的油气层损害,A.D.Patel 等人[5]研制出了一种可转化为水基钻井液的油基钻井液。
除了所使用的乳化剂不同以外,这种新型的油基钻井液在组成和性能方面均与常规油基钻井液十分相似。
在碱性环境中(如加入石灰),该钻井液中所选用的表面活性剂会形成稳定的油包水乳化钻井液;而在中性或较弱的酸性环境中,则会形成稳定的水包油乳化钻井液。
也就是说,通过控制体系的酸碱性,用这种表面活性剂作为乳化剂的钻井液可以很方便地在油包水乳化钻井液和水包油乳化钻井液之间进行互换(图1)。
密度为1144g/cm 3的这种新型油基钻井液的典型组成如表1所示。
182第17卷 第4期 吴诗平等:国外保护油气层钻井液技术新进展图1 两种乳化钻井液之间的相互转换 这种新型油基钻井液既保持了常规油基钻井液和合成基钻井液在性能上的各种优点,又可在完钻后及时转化为水包油乳化钻井液,将油湿的岩石表面重新转变为水湿,从而避免了油相渗透率的降低,对储层起到了有效的保护作用,同时还便于对泥饼的清洗和清除。
对于海上钻井,使用这种新型油基钻井液不仅可简化对钻屑的处理程序,降低处理费用,而且也有利于对环境的保护。
5 保护储层的水平井钻井液优化设计及应用表1 密度为1144g/cm 3的新型油基钻井液的典型组成组 成加 量(g )基油或合成基液166石灰1有机土3～4可转化的乳化剂8～12润湿剂2流型改进剂0～125%CaCl 2盐水71CaCO 3(加重剂)267150υ条件下钻井液的性能PV ,mPa ・s25～27Y P ,Pa 12～1410s 切力,Pa 6～810min 切力,Pa 5～7电稳定性,V 550～600HTHP 滤失量(9313℃),ml 2～3511 钻井液引起的储层损害在水平井段的分布 Thomas 和Sharma [6]通过模拟实验研究了钻井液对水平井井眼周围储层的损害程度、损害深度及分布情况,并特别关注了钻进过程中水平段的顶部、侧面及底部的损害程度。
实验结果表明,在旋转管柱居中的情况下,水平井段底部的泥饼形成速度较快,且滤失量相对侧面要小,这可能是由于重力作用的结果;提高中间管柱的转速不影响滤失量和泥饼的稳定性;提高轴向流速对滤失量也不产生影响;大部分损害于循环开始后2min 内发生,1h 后滤失量变小且相对稳定,表明在循环第一小时内可形成致密泥饼。
图2为钻井液在水平井段所引起的储层损害分布情况,可以看出,水平井段底部的损害最大,且自起始端至水平段末端变化幅度较大。
512 防止水平井储层损害的钻井液体系 Shaw 和Chee等人[7]对如何筛选出防止水平井储层损害的钻井液进行了图2 钻井液在水平井段所引起的储层损害分布情况示意图K d —损害后的油相渗透率;K o —原始的油相渗透率实验研究,指出钻井过程导致的储层损害已经成为影响水平井产能的主要因素。
表2是从6家钻井液公司获取的11种保护水平井储层的钻井液体系组成,它们均是针对水平井而设计的,具有良好的常规性能及保护储层的特性。
在这11种保护水平井储层的钻井液中,水基钻井液大部分用XC (生物聚合物)、PAC (聚阴离子纤维素)和改性淀粉作为增粘剂和降滤失剂,CaCO 3粉末通常用作桥堵剂;由于已考虑到膨润土可能对储层造成损害,因此钻井液组份中膨润土并不多见。
从对这11种保护水平井储层的钻井液的性能、污染评价等方面来看,用膨润土和纤维素作桥堵剂时对岩心渗透率的损害明显大于用CaCO 3粉末作桥堵剂时的损害,通常使用的增粘剂XC与PAC 都会对储层造成损害。
由于涉及到各种添加剂之间相互作用的影响,这种损害的机理相当复杂,因此必须要进行大量的实验,优化钻井液配方,选择与储层相配伍的钻井液组分。
总的来说,保护储层最关键的因素是桥堵剂的尺寸和降滤失剂的特性。