关于水平井钻井液及储层保护的思考
水平井钻井液和油层保护技术
水平井油层保护技术1.优选具有较强抑制性、润滑性、携岩能力和保护油层的聚硅氟和有机正电胶水基钻井液体系。
2.进入目的层前，调整好钻井液性能，严格控制钻井液失水和密度，使油层段API失水小于3ml、HTHP失水小于8ml。
3.应用屏蔽斩堵技术，材料粒径选择上由常规定向井的超广谱屏蔽斩堵技术选择发展为理想充填理论选择，大大提高了油层保护的效果，使渗透率恢复值均在85%以上。
4.选用高效PDC钻头，提高钻井速度，缩短油层浸泡时间，较好地保护储层。
井眼清洁技术水平井由于水平段井眼是沿横向钻进，钻井液运动方向同岩屑下滑方向相垂直，易形成岩屑床，因而岩屑床的清除、井眼净化在水平井钻井过程中显得尤为重要，井眼清洁主要措施有：1.合理调整钻井液流变性，提高了钻井液携屑能力。
2.加强和坚持短起下钻措施。
3.尽量使用旋转方式钻进，有效地破坏和清除了岩屑床。
4.充分利用现场固控设备，尤其是离心机，有效清除了钻井液有害固相。
井壁稳定技术定向造斜后加入足量的处理剂，有效地防止泥页岩水化膨胀坍塌，提高了钻井液的抑制性。
尤其是进入水平段后及时补充处理剂的有效含量，严格控制失水，API≦3ml、HTHP≦12ml，进一步改善了泥饼质量，增强泥饼的强度和韧性，较好好地保证了井壁的稳定。
润滑防卡技术定向前和井斜大于45度后，分次向钻井液中加入原油，防塌润滑剂、无荧光水基润滑剂和积压润滑剂，并根据摩阻扭矩预测分析和实际监测情况及时进行补充，进入水平段再次加入原油，保证原油含量达到10-12%，并及时向钻井液中补充防塌润滑剂和极压润滑剂，使泥饼摩组系数始终保持在0.08以下，在起下钻、电测和下套管前在裸眼井段加入固体润滑剂使钻柱与井壁之间的摩擦由滑动变为滚动，有效地控制了钻井液摩阻扭矩，防止了卡钻事故的发生，满足了水平井的现场需要。
油基钻井完井液技术对水平井储层保护的认识
油基钻井完井液技术对水平井储层保护的认识【摘要】以油作为连续相的油基钻井完井液，具备钻井工程对钻井完井液各项性能的要求，可应用于水平井和储层保护的钻完井工艺中去，同时能有效地避免水敏作用和降低油气层损害程度，成为了实现储层保护的重要手段。
本文将从其研究现状和技术类型两个方面阐述油基钻井完井液技术对水平井保护储层的重要性。
【关键词】油基钻井完井液水平井储层保护1 引言油基钻井完井液是以油作为连续相，主要应用在钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井、各种复杂井段和储层保护等钻完井工艺中的一种较好的钻井完井液。
这种钻井完井液能有效地避免水敏作用，降低对油气层的损害程度，同时具备钻井工程对钻井完井液各项性能的要求[1]，而储层保护的好坏又直接关系着油气田产量的高低，所以油基钻井完井液技术已成为实现储层保护的重要手段。
2 研究现状分析与国内相比，国外更早意识到油基钻井完井液技术对保护储层研究和应用的重要性[2]。
J.M. Davison[3]等通过评价一种钻水平井的油基泥浆的性能分析了地层伤害特性和生产时原油穿过泥饼的初始流动压力（FIP）；Linel[4]等则是针对油基泥浆性能对储层保护的影响，在不受毛细管压力影响的同时，通过一系列的反应特性解决并阻止滤液向页岩渗透；Kunt Taugbol[5]等介绍一种低固相油基射孔液，并将其应用在挪威北海水平井中获取到良好结果；另外，M.A. Al-Otaibi[6]、Hamed Soroush[7]和H.K.J. Ladva[8]等也在水平井储层保护工艺领域对油基钻井完井液进行了深入研究，研究结果显示出油基钻井完井液不仅实现储层保护，还实现最大化油气产量、降低成本和提高钻速的目的。
近二三十余年，国内钻井完井液技术的也得到了快速发展，已经形成多项具有保护油气层的钻井完井液技术。
安文忠[9]等阐述了VersaClean低毒油基钻井液的基本配方、各种主要处理剂的作用机理和钻井液的基本性能、钻井液现场维护处理方法和固相控制、钻屑回注等技术方法，提出了使用该低毒油基钻井液不仅可以在钻井完井作业过程中保护储层不受伤害，同时提高油气田的采收率的结论；赵金洲[10]等关于胜利油田的水平井钻井完井液对储层保护做了概括性的阐述，并从低密度钻井液、全油基钻井完井液、保护低渗储层钻井完井液、非渗透钻井完井液和特殊的分支井钻井完井液等5个方面对其进行总结。
保护储层钻井完井液技术
第五章钻井过程中的保护油气层技术重要性第一个工程环节油气层的损害具有叠加性主要内容钻井过程中造成油气层损害的原因保护油气层的钻井液技术保护油气层的钻井工艺技术保护油气层的固井技术1.钻井过程中造成油气层损害的原因钻开产层对近井壁地层的影响近井壁岩石应力变化、井壁岩石失稳，应力重新分布井眼形状、岩石物性、强度变化井筒液柱压力的影响钻井液：①平衡孔隙压力、循环钻屑；②抵消岩石侧向变形的作用；③作用于井底及周围岩石。
静液柱压力不能完全消除岩石的变形，使储层岩石力学性质产生变化，降低某些岩石的强度；密度过大，岩石被压裂，造成井漏。
孔隙压力大于液柱总压力，地层流体会涌入井筒，产生井涌，井喷事故液柱压力大于孔隙压力，流体和固相进入岩石孔隙，对产层造成污染。
岩石被压破，液体漏失。
1.钻井过程中造成油气层损害的原因钻井液与地层流体相互作用钻井液与地层流体接触，固/液相原始平衡破坏：化学组分不平衡：钻井液无法与原地层中流体化学性质配伍而产生化学变化，Ca++、M計+、Fe++、Fe+++等离子产生沉淀。
酸、碱物质对胶结物造成侵蚀，粘土脱落，堵塞孔道，产层出砂。
浓度不平衡：化学物质相互间的渗透，产生渗透压力，对岩石造成污染或伤害。
储层岩石性质的变化固、液两相物质进入产层：孔隙变形、孔隙度、渗透率、强度、产能下降两种液体间的化学反应结垢钻井液液相浸泡使胶结物破坏，强度降低，引起出砂。
（1）钻井过程中油气层损害的原因1）钻井液中分散相颗粒堵塞油气层①固相颗粒堵塞油气层（大小、含量、压差）②乳化液滴堵塞油气层（压差、润湿性）2）钻井液滤液与岩石不配伍水敏、盐敏、碱敏、润湿反转、表面吸附3）钻井液滤液与油气层流体不配伍无机盐沉淀、形成处理剂不溶物、水锁、乳化堵塞、细菌堵塞4）相渗透率变化（液相圈闭）5）负压差急剧变化（速敏、裂缝闭合、有机垢）（2）钻井过程中影响油气层损害的工程因素l）压差在一定压差下，钻井液中的滤液和固相会渗入地层内，造成固相堵塞和粘土水化和水膜厚度增加等许多问题。
水平井钻井液技术
水平井钻井液技术水平井技术是当代油气资源勘探开发的重点技术之一.从80年代末期开始，为了提高勘探开发综合经济效益，世界各油公司掀起了水平井的热潮，在生产中取得了重大经济效益，证实了水平井“少井高产”的突出优点，取得了减少油田勘探开发费用，加快资金回收，少占土地和减少环境污染等一系列经济效益和社会效益。
由于水平井在钻井过程中井斜角从0°~ 90°变化，因而水平井与直井钻井工艺有较大的差别，为了确保水平井的钻成井保护好油气层，对水平井的钻井液完井液提出了特殊要求，必须解决井眼净化、井壁稳定、摩阻控制、防漏堵漏和保护储层等问题。
一、井眼净化井眼净化是水平井钻井工程的一个主要组成部分，井眼净化不好会导致摩阻和扭矩增加、卡钻；影响下套管和固井作业正常进行。
（一）影响井眼净化的因素1、井斜角：环空岩屑浓度或临界流速随井斜角的增加而变大，而清洁率则随之下降2、环空返速：其大小直接影响环空岩屑的运移方式、状态和环空岩屑浓度。
提高环空运速：环空岩屑浓度降低，井眼净化状况得以改善；岩屑床厚度降低或被破坏，井眼下侧不形成明显的岩屑床。
3、环空流型：<45°层流比紊流携屑效果好；45°~55°两种流态的携屑效果基本相同。
通过调整钻井液流变性能，改变层流速度剖面的平板程度来取代紊流，使钻井液在环空处于平板型层流，从而达到改善井眼净化的目的；55°~90°紊流比层流携屑效果好4、钻井液密度：钻井液密度的提高，有利于钻屑的携带5、钻柱尺寸：当井身结构已确定，随着钻杆尺寸的增大环空返速增加，有利于携屑6、转速：钻柱的旋转，对沉积的岩床起搅动作用，有利于床面岩屑的离去；转动钻柱可以限制钻柱的偏心效应，从而改善井眼净化；提高转速可防止钻井液在井壁周围形成不流动层，从而提高井眼净化；钻柱除了自转外，还围绕井眼周界作圆周运动，因而有利于岩屑的携带7、钻柱的偏心度：随着井斜角的增大，钻校的偏心度对环空岩屑的影响较大；环空岩屑浓度随钻柱偏心度的增大而增大8、钻井速度和岩屑尺寸：当钻速过高时，会造成环空钻屑浓度过大，岩屑床厚度增加；岩屑尺寸大小亦会对井眼净化效果带来影响(二)技术措施水平井的井眼清洗在现场经常采用机械清洗和水力清洗相结合的措施来解决，实现水平井净化的技术措施可归纳为以下几个方面：1、提高环空返速；2、选用合理流型与钻井液流变参数；3、改变下部钻具组合4、适当增加钻井液密度；5、转动钻具或上下大范围活动；6、使用钻杆扶正器；7、控制钻进速度；8、采用高转速金刚石钻头；9、倒划眼二、井壁稳定井壁稳定是钻井工程中最常见的井下复杂情况之一。
钻井液对储层损害
1．钻井液中分散相颗粒堵塞油气层1）固相颗粒堵塞油气层钻井液中存在多种固相颗粒，如膨润土、加重剂、堵漏剂、暂堵剂、钻屑和处理剂的不溶物及高聚物鱼眼等。
钻井液中小于油气层孔喉直径或裂缝宽度的固相颗粒，在钻井液有效液柱压力与地层孔隙压力之间形成的压差作用下，进入油气层孔喉和裂缝中形成堵塞，造成油气层损害。
损害的严重程度随钻井液中固相含量的增加而加剧，特别是分散得十分细的膨润土的含量影响最大。
其损害程度与固相颗粒尺寸大小、级配及固相类型有关。
固相颗粒侵入油气层的深度随压差增大而加深。
2）乳化液滴堵塞油气层对于水包油或油包水钻井液，不互溶的油水二相在有效液柱压力与地层孔隙压力之间形成的压差作用下，可进入油气层的孔隙空间形成油-水段塞；连续相中的各种表面活性剂还会导致储层岩心表面的润湿反转，造成油气层损害。
2．钻井液滤液与油气层岩石不配伍引起的损害钻井液滤液与油气层岩石不配伍诱发以下五方面的油气层在损害因素。
1）水敏低抑制性钻井液滤液进入水敏油气层，引起粘土矿物水化、膨胀、分散、是产生微粒运移的损害源之一。
2）盐敏滤液矿化度低于盐敏的低限临界矿化度时，可引起粘上矿物水化、膨胀、分散和运移。
当滤液矿化度高于盐敏的高限临界矿化度，亦有可能引起粘土矿物土水化收缩破裂，造成微粒堵塞。
3）碱敏高pH值滤液进入碱敏油气层, 引起碱敏矿物分散、运移堵塞及溶蚀结垢。
4）涧湿反转当滤液含有亲油表面活性剂时，这些表面活性剂就有可能被亲水岩石表面吸附，引起油气层孔喉表面润湿反转，造成油气层油相渗透率降低。
5）表面吸附滤液中所含的部分处理剂被油气层孔隙或裂缝表面吸附；缩小孔喉或孔隙尺寸。
3．钻井液滤液与油气层流体不配伍引起的损害钻井液滤液与油气层流体不配伍可诱发油气层潜在损害因素，产生以下五种损害：1）无机盐沉淀滤液中所含无机离子与地层水中无机离子作用形成不溶于水的盐类，例如含有大量碳酸根、碳酸氢根的滤液遇到高含钙离子的地层水时，形成碳酸钙沉淀。
浅析修井作业中的储层保护
浅析修井作业中的储层保护储层保护技术是贯穿于石油开采和开发过程之中一直得到重视，油田在开采过程中各种各样的因素都有可能对储层造成一系列的损坏，我们可以通过保护储层、防止污染的方法，来使储层伤害减少到最低。
对于井下作业公司来说如何更好的在修井作业中减少储层伤害是修井工作中必须要解决的问题。
二、修井液对储层的影响所谓的储层伤害就是指在井下的各种作业中，在储层近井壁带造成流体（包括液流、气流和多相流，也可能是流体中还含有固体颗粒）产出或注入自然能力的任何障碍。
在修井作业中修井液性能是关系到是否能实现储层保护的关键。
它的性质对储层的损坏影响较大。
其中影响的因素较多：（1）修井液与储层岩石矿物等不配伍引起的伤害，因为地层中都含有一定比例的粘土矿物，粘土矿物具有比表面积大和易分散等特点。
特别是一些极容易发生水敏反应的粘土，会产生水化膨胀。
还有就是一些岩石矿物与外界流体接触易发生物理和化学作用并导致渗透率大幅度下降，对储层造成严重的伤害；（2）固体颗粒堵塞引起的储层伤害，固体颗粒来源于各种修井液中所携带的颗粒，还有就是地层本身的颗粒。
对于储层来说固体颗粒本身就是污染物。
由于修井液中有可能含有大量的固体颗粒，有可能侵入到地层，进入孔隙和喉道之中，影响地层的孔隙度；（3）外来液体与地层流体不配伍一起的伤害。
当外来的修井液的矿化度低于地层水的矿化度时，则可能引起粘土矿物的膨胀和分散，也有可能两种液体发生物理化学作用产生结垢和化学沉淀造成储层伤害；（4）毛细现象引起的伤害。
地层中的孔道可以看作是无数个大小不等，形状各异的，彼此相通的毛细管。
当外来水相流体侵入亲水的油藏孔道后，会形成一种毛细管阻力，如果储层无法克服，油将无法流向井筒，最终导致油相渗透率降低，对储层造成严重的伤害；（5）由于钻井残余的污物，氧化物，沥青等的有机物，细菌分解物等，在修井作业中可能堵塞射孔孔眼，地层孔隙，孔洞和裂缝等。
由于各种各样的储层伤害最终导致的结果就是降低了储层的渗透率（包括绝对渗透率以及油、气层的有效渗透率）。
长水平段水平井钻井技术分析
长水平段水平井钻井技术分析在石油工业中，长水平段水平井钻井技术是一种重要的技术手段，其通过在地下水平段部分进行钻井，来增加储层产能和油气开采效果。
本文将从长水平段水平井钻井技术的定义、特点、应用领域、技术步骤和技术分析等方面对其进行详细的介绍。
长水平段水平井钻井技术是指在砂岩、碳酸盐岩等成岩层中，通过沿储层水平方向进行钻井，形成水平段井筒，从而增大了储层的接触面积，提高了开采效果。
该技术主要用于油田、气田的勘探开发中。
长水平段水平井钻井技术具有以下几个特点：1. 增大储层接触面积，提高产能：通过沿着储层水平方向钻井，可以使井筒与储层接触面积增大，有效提高了油气开采效果。
2. 提高油气储量的产量：长水平段水平井可以在储层中穿过多个层次，使得井筒经过的产层更多，从而增加了油气储量的产量。
3. 减少油田开采的面积：采用长水平段水平井钻井技术可以减少采油厂区域面积，达到节省开发费用、增加单井产能的效果。
4. 降低井距，提高采收率：长水平段水平井的钻井井距相对较小，可以使井网图案更加紧密，提高了采收率。
长水平段水平井钻井技术的具体步骤主要包括以下几个环节：1. 选取目标储层：根据勘探地质资料和储层分布情况，确定适宜的目标储层。
2. 编制施工方案：根据目标储层的特点和工程要求，制定详细的施工方案，包括井筒设计、钻井液配方、钻具选型等。
3. 钻井准备：对钻井设备和钻具进行检查和调试，确保工作正常。
将钻井液组织起来，并进行实验测试，以确保其符合要求。
4. 钻进井段：根据施工方案，进行钻进井段作业，包括钻井液循环、钻具下入井口、井斜段钻进等。
5. 长水平段钻进：在达到预定的井斜度和井深后，开始进行长水平段的钻进作业，包括定向井斜段的钻进和水平段的钻进。
6. 完井和产能测试：完成钻井作业后，进行完井作业，包括套管和水泥固井。
然后进行产能测试，验证其产能和开采效果。
对于长水平段水平井钻井技术的分析，需要注意以下几个方面：1. 储层的物性和构造特点是选择钻井技术的关键因素，需要对目标储层进行详细分析和评估。
水平井钻井液
水平井钻井液前言水平井钻井是钻井技术发展的必然产物，和钻直井相比涉及到新的工艺和新的技术措施，它对钻井液技术提出了更高的要求，因此在水平井钻井液的设计和施工中，必须把握好钻井液的特性、分优钻井液性能、钻井液参数的优选，这样才能安全、顺利的完成钻井任务，才可能取得更高的经济效益。
从胜利油田钻水平井的发展历史来看，套管结构在不断的简化，钻井周期在不断的降低，成本在不断的减少，当初钻二千来米的水平井需三开完钻，现在钻将近五千米的水平井也只下两层套管，所取得的技术和经济效益是相当可观的。
所钻地层也由当初的较稳定的地层到现在的低压易漏失地层；钻井液的发展经历了水基、油基到现在的泡沫钻井液，水平井钻井液技术的持续、稳定发展，使我油田目前能钻各种类型、各种难度、不同井深的水平井。
一、水平井钻井液的发展为提高水平井钻井液的携岩洗井效果，只有提高钻井液粘度和动切力，降低钻屑的下滑速度，避免岩屑床的形成，但粘度太高不利于钻井的施工，提高动切力是有效的方法。
为达到这个目的，胜利油田在最初的几口水平井用聚腐粉JFF来改善钻井液这方面的性能，但JFF有它的局限性，作用时间不能持续长久，处理量大时易使粘度迅速上升，在此基础上采用正电胶MMH来改善钻井液流变参数，可以大大地提高动切力，施工方便、快捷。
这两者处理剂实际上都是改善钻井液中粘土的性质，不同的只是JFF在施工时就已对粘土进行了处理，加入时同时会增加泥浆中的般土含量；而MMH是在施工之中进行，不可能增加钻井中的般土含量,且作用时间长。
润滑剂的种类可根据地质需要而选择不同的类型。
二、钻屑在井下的运移状态分析钻屑的运移情况，必须从钻井液的流变参数，当动切力越小，流型越显尖峰型，动切力越大，则呈现平板型层流，以宾汉模式计算，钻井液的临界环空返速321.49 (Do+Di)(PV+(PV2+YP(Do-Di)2D) 1/2Qc= D 7716式中：Do井眼直径（米）Di 钻杆内径（米）D 钻井液密度（Kg/m3)PV 钻井液塑性粘度（PaS)YP 钻井液动切力（Pa)从以上公式可以看出，当钻井液粘、切越高，越不易达到紊流。
水平井钻井过程中钻井液污染油层特点及保护对策
水平井钻井过程中钻井液污染油层特点及保护对策作者：宋光立来源：《科学与财富》2020年第32期摘要：在水平井钻井作业的过程中，有一定概率出现油层被钻井液污染的情况，因此本文通过室内试验的方式，分析水平井钻井过程中钻井液污染油层的特点，从而提出合理的保护对策。
关键词：水平井;钻井;钻井液污染;油层特点;保护对策伴随着我国工业领域的高速发展，近几年来，油井产量已经成为工业领域的重要关注话题之一。
当前在我国已经普遍應用水平井技术，但是由于油层自身的特殊性，有着相对较长的水平段长度，因此在对水平井进行钻井的过程中，油层会受到污染，导致钻井作业可能以失败告终。
因此，人们必须对水平井钻井作业的油层污染问题进行妥善解决。
本文在上述条件的基础上，深入分析水平井钻井可能对油层产生的污染，同时研究保护油层的可靠对策，帮助水平井钻井作业提升成功概率。
1 水平井钻井过程中钻井液污染油层的特点在开展水平井钻井作业的时候，油层会被钻井液中的固液两相所侵入，这也是油层遭到污染的最主要的原因。
水平井钻井作业与直井钻井作业相比，污染油层的概率会更大，而且造成的污染也比较严重，并且出现截然不同的污染区域，其原因是水平井钻井自身所拥有的四个显著特点。
其一，在对水平井进行钻井的时候，会出现比较长的油层内水平段，钻井液会有较长的时间与油层进行接触，加大了油层被钻井液污染的概率。
其二，射孔完井的方式，在当前的实际操作中几乎不会得到运用，因此在运用其他类型的完井方法的时候，无法将射孔穿过已经出现的污染带，从而加大油层被钻井液污染的概率。
其三，水平井和直井的压降有一定的差距，因此在实际操作过程中，经常运用反排的方式，钻井液中固液两相携带出地面的能力不增反降，从而加大油层被钻井液污染的概率。
其四，在对水平井进行钻井的过程中，不同的油层污染位置会呈现出不同的污染结果，在直井中，油层与被污染的位置呈直角状态，而在水平井中，油层与被污染的位置呈平行状态【1】。
关于储层保护的钻井液技术
有很强 的携岩能力和抑制性（ Ｋ １ １ 倍 ） 具有 是 Ｃ的 ０ ； 独 特 的流 变性 ， 有利 于井 壁 稳 定 ； 良好 的抗 温 及 抗 有
污 染 能力 ； 对储 层有 保护 作用 。 目前 这种 钻井 完井 液
率也将会造成更大的影响。钻井液作为接触地层 的 第一层液体 ， 在研究储层保护方面更是受到相当的重 视 ，为了尽 可能 地 防 止 近 井 壁 带 的油 气 层 受 到 不 应
维普资讯
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和地 层 内水 的运移 达到 平衡 ， 而可有 效 阻止 页岩 的 从
定 井壁 的能力 ， 其 机 理 的 研究 初 步 认 为 有 ： 滞 流 对 “ 层” 机理 ，胶 粒 吸 附 膜稳 定 地 层 活 度 ” 理 和 “ 缚 “ 机 束 自由水 ” 机理 。
井、 水平井各种类 型几 １００口井 的钻井 完井 中使 ０
正电胶钻 井液 （ Ｈ ＭＭ
混 和金属层 状氢 氧 化物 （ ＭＭＨ） 钻井 完 井 液又 称
用， 成本 不高 ， 有 良好 的效 果 。 且 通 过 大 量 研 究 工 作 和 现 场 应 用 ¨ ， 电 胶 正 （ ＭＭＨ） 井完 井液具 有 的很强 的抑 制钻 屑分 散 和稳 钻
近年来 ， 国内外 均高 度重 视 油气 层保 护技 术 的发 展 和领 域 的拓宽 。对 于特 殊 工艺 井 而言 ， 由于 其地质 条件 的复杂 性和 井 眼轨迹 的特殊 性 ， 层受 污染 程度 储 往往更 大 。此 时 ， 储层 损 害对 油气 井产 能 和原油 采 收
油田储集层保护钻井液探究分析
油田储集层保护钻井液探究分析结合目前低渗透油藏水锁损害和钻井液滤液与地层水不相容产生结垢问题的油藏问题。
通过对表面活性剂筛选和阻垢剂筛选的分析，优化了具有良好防水锁定效果和良好阻垢效果的表面活性剂和阻垢剂，并对钻井液体系进行了综合评价分析。
标签：油田；钻井液；表面活性剂；阻垢剂针对油藏损害问题，有必要对钻井过程中的油层保护进行评价研究，分析钻井过程中钻井液对油层的潜在危害因素，优化适用于低伤害的钻井液体系为吴起地区的油气勘探开发提供科学依据，为促进油气藏保护和减轻油气危害提供科学依据。
真正的意义。
1 表面活性剂（1）緩解水锁的破坏机制钻井液对油藏的水锁损害是石油钻井过程中常见的问题，特别是低渗透低压油藏。
水侵入的破坏主要是由于低渗透层的水锁破坏。
毛细管压力是多孔介质中混溶溶液间界面压力的直线函数。
降低毛细管压力的一种方法是降低流体界面之间的界面张力，以便可以排出大量的积水。
目前，防水堵漏研究主要集中在改变岩石表面润湿性，降低油水界面张力和气液表面张力两个方面。
改变前者的主要方式是使用酒精治疗。
这种方法的缺点是成本高。
降低表面张力的主要方法是筛选表面活性剂并降低毛细管压力。
选定的表面活性剂必须具有较低的表面张力并且对钻井液性能没有影响。
根据水锁效应的机理，通过表面活性剂的筛选试验，将适宜的表面活性剂添加到钻井液中，可以降低钻井液滤液的表面张力，改变流体的流动特性在低渗透率油层中，减少水库对水库的破坏。
（2）特点表面活性剂由具有不小于两个极性区别的官能团组成。
具有这种结构特征的表面活性剂具有以下两个基本性质。
首先，在表面活性剂和溶液的界面上，根据官能团的作用可以产生选择性的定向吸附，从而使界面的性质和相态发生明显的变化。
其次，尽管表面活性剂具有两亲性和亲水性，但分子状态浓度低，大部分胶束在通常浓度下形成。
（3）效果目前应用最广泛的石油工业是磺酸盐（石油磺酸盐，α-烷基磺酸盐，烷基苯磺酸盐）和羧酸盐阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂（OP型表面活性剂，Span型表面活性剂等）。
油基钻井完井液技术对水平井储层保护的认识
油基钻井完井液技术对水平井储层保护的认识【摘要】以油作为连续相的油基钻井完井液，具备钻井工程对钻井完井液各项性能的要求，可应用于水平井和储层保护的钻完井工艺中去，同时能有效地避免水敏作用和降低油气层损害程度，成为了实现储层保护的重要手段。
本文将从其研究现状和技术类型两个方面阐述油基钻井完井液技术对水平井保护储层的重要性。
【关键词】油基钻井完井液水平井储层保护1 引言油基钻井完井液是以油作为连续相，主要应用在钻高难度的高温深井、大斜度定向井、水平井、各种复杂井段和储层保护等钻完井工艺中的一种较好的钻井完井液。
这种钻井完井液能有效地避免水敏作用，降低对油气层的损害程度，同时具备钻井工程对钻井完井液各项性能的要求[1]，而储层保护的好坏又直接关系着油气田产量的高低，所以油基钻井完井液技术已成为实现储层保护的重要手段。
2 研究现状分析与国内相比，国外更早意识到油基钻井完井液技术对保护储层研究和应用的重要性[2]。
j.m. davison[3]等通过评价一种钻水平井的油基泥浆的性能分析了地层伤害特性和生产时原油穿过泥饼的初始流动压力（fip）；linel[4]等则是针对油基泥浆性能对储层保护的影响，在不受毛细管压力影响的同时，通过一系列的反应特性解决并阻止滤液向页岩渗透；kunt taugbol[5]等介绍一种低固相油基射孔液，并将其应用在挪威北海水平井中获取到良好结果；另外，m.a. al-otaibi[6]、hamed soroush[7]和h.k.j. ladva[8]等也在水平井储层保护工艺领域对油基钻井完井液进行了深入研究，研究结果显示出油基钻井完井液不仅实现储层保护，还实现最大化油气产量、降低成本和提高钻速的目的。
近二三十余年，国内钻井完井液技术的也得到了快速发展，已经形成多项具有保护油气层的钻井完井液技术。
安文忠[9]等阐述了versaclean低毒油基钻井液的基本配方、各种主要处理剂的作用机理和钻井液的基本性能、钻井液现场维护处理方法和固相控制、钻屑回注等技术方法，提出了使用该低毒油基钻井液不仅可以在钻井完井作业过程中保护储层不受伤害，同时提高油气田的采收率的结论；赵金洲[10]等关于胜利油田的水平井钻井完井液对储层保护做了概括性的阐述，并从低密度钻井液、全油基钻井完井液、保护低渗储层钻井完井液、非渗透钻井完井液和特殊的分支井钻井完井液等5个方面对其进行总结。
长水平段水平井钻井技术研究
长水平段水平井钻井技术研究随着石油勘探与开发不断深入，长水平段水平井钻井技术得到了越来越广泛的应用。
该技术可以极大地提高油气井的产能及采收率，因此备受关注。
本文将从以下几个方面进行研究：一、长水平段水平井的定义长水平段水平井是一种井筒方向与地层走向垂直或接近垂直的井，其井身包括一段水平井段，表现为一段长水平井段与一段垂直井段的复合井，有时也称为定向水平井。
长水平段水平井的优点在于能够增加油藏的联系面积，提高采收率，降低储层损伤等。
1. 钻井复杂：长水平段水平井需要进行多次水平钻进，涉及井身弯曲和跨度大的地层导向，钻井难度大；井壁稠油层和地层深部钻井时会出现高温高压等问题，需要钻井工艺和技术措施来解决。
2. 油藏稳定：长水平段水平井钻井会对油藏造成挤压和应力影响，需要科学调整油井完井方案，采用防塌和防漏措施，保持油藏的稳定。
3. 井壁保护：井壁稠油层和高压地层钻井时，会产生毛细作用，导致井壁稳定性差，容易出现井壁崩塌、漏泄等问题。
为保证井壁的完整性，需要采用高效钻井液、防漏措施等手段，加强井壁的保护。
1. 钻井液技术：长水平段水平井钻井中最重要的一项技术研究是钻井液技术。
钻井液需要满足对流性能好、高温高压稳定性好、防污染等要求。
国内外钻井液研究的主要方向是环保型钻井液研究、高温高压稳定性研究和水基钻井液研究等。
2. 地质条件研究：长水平段水平井钻井的成功与否离不开地质条件研究。
地质条件研究包括岩心、地震、地质资料及井壁稳定性等，常规地球物理勘探技术和非常规技术也为长水平段水平井钻井提供了更加准确的地质信息。
3. 钻井技术应用：钻井技术的应用关乎到整个钻井质量和钻头采收率。
常见的钻井技术有旋转钻进、立式冲击钻、旋转喷射钻、液压驱动钻具等。
1. 钻井液技术向高温、高压方向发展2. 钻井技术逐步实现数字化3. 推广高效断层导向技术4. 变频钻柱、高温高压密封及钻井锚固等装备技术逐步成熟总之，长水平段水平井钻井技术的研究与应用将不断深化，在满足环保、高效、高质量的根本要求的基础上，实现油气勘探和开采的可持续发展。
水平井钻井液及储层保护_甄剑武
中国石油研究院等在煤层水平井段进行了探索 性应用，根据煤层的地质特征，优化钻井工艺参数， 通过直井的油管向另一水平井环空注气实现了欠平 衡钻井工艺，保护了煤层、维持了井壁稳定。与常规 的直井套管注气工艺相比，油管注气压力、排量更稳 定，气体到达井底的时间更快，欠平衡效果更好［39］。
458
油田化学
2010 年
剂大于 2% ，通过合理控制密度来平衡地层压力，稳 定煤层井壁压力系统； 维持小滤失量和较好的泥饼 质量，减少滤液对煤层胶结物、矿物颗粒的溶解和溶 胀，进一步稳定井壁和保护煤层； 保证润滑剂含量为 3% ，提高钻井液的润滑性等措施，有利于煤层井段 的施工［9］。
1． 2 聚合醇钻井液
1． 5 泡沫和充气钻井液
泡沫和充气钻井液主要适用于低压油气层、易 漏失地层以及某些稠油地层，具有密度低、钻速快、 有效防止井漏、克服水敏矿物造成的井壁失稳等特 点。美国 Acti Systems 公 司 研 制 的“微 泡”（ microbubbles） 型钻井液，又称 Aphrons 钻井完井液，在滤 失过程中可形成多层泡沫墙，产生界面张力，建立具 有桥堵能力的网络并形成泥饼。当水力压力释放后 微泡消失，滤饼强度降低更易于清除［35］。
1 水平井钻井液体系
1. 1 聚合物钻井液
在聚合物钻井液中，聚硅氟钻井液具有抑制性 强，润滑性好，携岩能力强，可稳定井眼等特点。现 场使用硅氟类处理剂的加量约 1． 0% ，配合其他处 理剂用于水平段钻井的特性较好，满足了一些储层 的水平井钻井要求，充分发挥了聚合物钻井液的优 势［1 ～ 3］。俄罗斯斯拉夫-梅吉翁公司用有机防腐剂 （ XБH） 研发出新型生物聚合物钻井液“бурвис”，在 不使用无机盐时可有效延缓黏土膨胀。20 多口水 平井应用后，实际产能从设计的 30% 提高到 93% ， 产量显著 提 高［4］。 聚 合 物 混 油 钻 井 液 用 于 埋 深 较 浅的稀油藏和稠油藏水平井钻井，可较好满足地层 松散、造浆严重、水平段中靶精度高、地层易漏失等 要求［5，6］。同时该 类 钻 井 液 体 系 在 辽 河 油 田、胜 利 油田等 “反勾”型、上阶梯式等复杂井身结构的水平 井也得到成功应用［7，8］。
水平井钻井过程中钻井液污染油层特点及保护对策
第18卷第4期1996年11月西南石油学院学报Journal of Southwest Petroleum Institute Vol. 18No. 4Nov 1996水平井钻井过程中钻井液污染油层特点及保护对策李健杨柳张健(石油工程系摘要本文阐述了水平井钻井过程中油层损害的特点,法, 并提出了用于水平井钻井的钻井液选择原则。
主题词水平井; 油层损害; 钻井液中图法分类号TE 258①, 。
然而, 由于水平井中以较长井段, , , 因此, 减少水平井钻, 而且愈来愈受到重视。
1水平井钻井过程中油层损害的特点水平井钻井过程中, 钻井液中固相和液相侵入油层仍是造成油层损害的主要原因。
同直井相比, 水平井中钻井液造成污染的程度要更为严重, 污染带的位置也略有不同。
这主要是由水平井钻井特点决定的:(1 水平井钻井中, 由于水平段在油层段钻井时间较直井要长得多。
这样钻井过程当中油层同钻井液接触的时间长, 造成污染的机会随之增加。
(2 水平井完井通常大都不采用射孔完井, 这样无法采用直井中利用射孔穿透污染带减少污染的方法, 增加了消除损害的难度。
(3 水平井中每单位长度的产油段的压力降比直井产油段压力降低, 因而生产中反排清除固相侵入造成孔喉或裂缝堵塞的能力下降。
(4 水平井中油层损害带的位置也同直井存在显著差异。
如图1、2所示。
图1直井钻井中钻井液对油层图2水平井钻井中钻井液对油层损害的污染带示意图损害的污染带示意图在水平井钻井过程中, 钻井液在油层形成的污染带较直井要深, 且水平段端部污染更严①1996—04—23收稿致, 而且钻井液滤液还应同地层流体(矿化水、地层原油相配伍。
(3 钻井液形成的泥饼还应容易反排清除掉和使用酸液或溶剂溶解掉。
一般要求启动恢复反排的门限压力, 不应高于5～10psi , 即要求暂堵材料要能够非常容易反排解除。
同时渗透率恢复值在80%以上。
(4 钻井液体系组成简单、稳定, 而且经济、易操作。
水平井伤害机理及保护储层方法
（） ２ 选用 与储层 岩石 、 原油 和地层 水 配伍 的洗 井 液、 修井 液 ， 少不 溶解 盐 的沉 淀 ； 后完 井液 ， 井 减 前 修 液， 压井 液 ， 产液 相互 要相容 。 增
面性 质 等 ； 岩 石 矿物 组分 与 结构 ； 流体 特 性 ； ③ ④ ⑤
油气层 压力 和温 度 ； ⑥原 地应 力大 小及 方 向 ； 敏 感 ⑦
水平井伤 害机理及保护储层 方法
● 一… 京 …
摘 要 介 绍 ห้องสมุดไป่ตู้ 水 平 井 油 气 层 伤 害 机 理 及 近 期 研 究 结 果 ， 出 水 平 井 油 气 层 特 性 研 究 方 向 ， 据 国 内 外 实 际 理 论 和 工 作 经 验 ， 提 根
提 出保 护 储 层 措 施
；
一ｊ ｔ 采
泥 浆 固井 颗 粒堵 塞
微粒 运 移 粘土 膨 胀
乳化 堵 塞／ 锁 水
润湿 反 转
相 对 渗 透率 下 降
有 机 垢 无 机垢
外 来颗 粒 堵 塞 次生 矿 物 沉 淀
细菌 堵 塞
出砂
一
层 极细 的剩余 固相 层 ，这 是伤害储 集层 的主要 因
素。
水平 井低 于垂直井 。
水 平 井 从 伤 害 机 理 及 保 护 储 层 方 面 有 以 下 几 个
特点：
表１ Ａｍａ ｆｌ伤 害 油层 排 序 表 ｅｕ
≯
题 墼 獒 ｉ
。
建 阶 井段
钻 井 固井 完 井 修 井 增 产 ＤＴ Ｓ
油 开一０ 藏 采 ＿ｌ 酚 ｌ 段誊
层伤 害 的技术措 施难 度大 、 成本 高 。 （ ） 在水 平方 向渗 透率各 向异性 时 ， 平井 眼 ２存 水
水平井储层保护
水平井钻井液保护储层技术
水平井储层保护
防漏堵漏
技术措施
斜井段和水平井段上井壁的封堵：
增加堵漏材料的加量来提高堵漏材料通过井眼上侧的机会
提高堵漏浆液的粘度和动切力，增强携带堵漏材料的能力
降低堵漏浆液的顶替速度，流速宜降到可避免井漏进一步
加剧的程度
水平井钻井液保护储层技术
水平井储层保护
防漏堵漏
七十年代末
“理想充填” 理论
九十年代末
“无渗透” 理论
当前
水平井钻井液保护储层技术
国内外现状
研究现状—国外
保护储层钻井液体系 聚合物钻井液，混合金属层状氢氧化合物钻井液 （MMH），泡沫和充气钻井液，“微泡” 型钻
井液，甲基葡萄糖甙(MEG) 钻井液 ，油基钻井液
水平井钻井液保护储层技术
国内外现状
水平井钻井液保护储层技术
国内外现状
研究现状—小结
针对水平井的钻井液： 由于水平井的井段较长，对钻井液润滑性提出更高的要 求；
在安全密度条件下，提高钻井液抑制性，提高井壁稳定
性，加强对固相控制，减轻固相对储层的损害； 提高钻井液暂堵能力，提高水平井保护储层效果
水平井钻井液保护储层技术
提 纲
油气层浸泡时间较长
钻进油气层时的压差较高
一旦损害，难以恢复
水平井钻井液保护储层技术
水平井储层保护
储层保护
技术措施
优选钻井方式和钻井液密度
优选钻井液完井液类型
屏蔽暂堵保护油气层技术 可解堵的保护油气层技术 优选完井方式
水平井钻井液保护储层技术
水平井储层保护
储层保护
优选钻井方式和钻井液密度
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关于水平井钻井液及储层保护的思考
【摘要】要加强水平井钻井技术应用中对储层的保护，尽可能避免钻井液对储层的不利影响，就必须依照水平段储层的具体特点选择最适用的钻井液体系。
本文介绍了一系列水平井钻井技术应用中最常用的钻井液体系及其特点，并围绕着油田水平井储层保护的理论与应用，说明了做好钻井液控制，加强储层保护的技术要点。
【关键词】水平井钻井液储层保护
1 水平井的储层保护及钻井液对其的影响
水平井技术自20世纪90年代开始在我国油田大规模地应用推广以来，随着勘探技术的进步和地质导向技术的发展，在针对不同地面及油层条件而开发的钻井工艺、完井方式、以及钻井液体系等的研究方面，都取得了令人瞩目的成果。
目前，水平井已成为可应用于多种地层环境的常规钻井技术，并在稠油藏、致密气藏等各类型气藏开发中发挥着重要的作用。
虽然水平井技术具有适用范围广、单井产量高等突出优点，但在其应用过程中也必须注意对储层的保护，并特别避免钻井液对储层的不利影响。
造成储层伤害的钻井液因素主要包括稳定性不足和污染等两个方面。
稳定性不足是指由于钻井液在较长的完井周期与较复杂的工作环境下极易发生絮凝或沉淀等导致固相沉降增加的问题。
特别是在出现高温降解、滤失量提高的情况下，其固相悬浮能力和降失水能力会显著减弱。
加之处理剂加入不当等操作失误的影响，可导致其上下层密度差达到0.05g/cm3以上，造成油气与井眼
间渗流通道的阻塞。
钻井液污染是指其固相侵入储层孔隙后经沉积而形成内外泥饼。
其中内泥饼一旦形成，就比较稳定，可有效阻止钻井液中的其它固相进一步深入储层。
在一定压力下，固相污染深度与钻井液自身性能和储层特性有关。
而随着污染时间的延长，虽然钻井液固相污染程度基本稳定不变，但液相则会透过泥饼不断的侵入地层，时间越长，侵入量越大，因此仍会造成储层污染的加深。
2 水平井钻井液体系分析
实践中钻井液的选择依据主要是水平段储层的地层特点，如水敏性极强的地层常使用油基钻井液或合成基钻井液；低压易漏地层则往往使用泡沫或充气钻井液。
近年来，无黏土相钻井液、甲基葡萄糖甙钻井液体系等新技术的运用，也在水平井钻井作业中取得了很好的储层保护效果。
2.1 聚合物钻井液体系
由于聚合物钻井液体系具有较强的抑制能力，因此主要用于地层松散、易漏失、造浆严重、且埋深较浅的稀油藏及稠油藏水平井中。
以聚硅氟钻井液为例，该体系具有很好的润滑性和抑制性，以及较强的携带能力，并能有效提高井眼的稳定性。
现场使用硅氟类处理剂的加量约1.0%，配合其他处理剂使用则更能充分发挥其技术优势。
2.2 聚合醇钻井液体系
聚合醇钻井液体系主要是利用聚合醇的浊点效应，当钻井液循环至井底，在正压差作用下游离的聚合醇液滴封堵钻井液泥饼和泥页
岩的孔喉，阻止钻井液滤液进入地层，保护井壁。
同时聚合醇在泥页岩表面形成吸附层，抑制泥页岩水化、膨胀与分散。
在实践中，该体系是以普通聚合物钻井液为基础，加入抑制性较强的聚合醇，以达到控制体系内固相含量的效果，从而满足井身结构与地层情况更加广泛的施工要求。
2.3 无固相、无黏土相钻井液体系
无固相、无黏土相钻井液体系一种常与上述两种钻井液体系相互搭配使用，其组成包括聚合物溶液、水溶液及酸溶性材料等。
由于该系统具有低粘度、低密度的特性，并能够有效携带岩屑和除气除砂，因此更加适用于钻速较高的井眼净化条件。
使用时，应在其中加入颗粒状的储层保护剂，在井壁岩石表面形成致密低渗透泥饼，从根本上加强对油气层的保护。
2.4 油基与合成基钻井液体系
油基与合成基钻井液体系都对页岩具有较好的抑制能力和极强的润滑性，可通过稳定井壁等作用降低钻井液体系对储层的伤害。
其中合成基钻井液的开发是基于油基钻井液的基础之上，以人工合成或改性有机物作为连续相，盐水为分散相，加入乳化剂、降滤失剂、流型调节剂等形成的。
以其中由甲基葡萄糖甙配制成的仿油基钻井液体系为例，其抑制性、润滑性显著、降滤失性良好、油水界面张力低，配合超细碳酸钙和油溶性树脂可快速形成低渗且薄的滤饼，对减轻水锁损害具有非常好的效果。
3 水平井储层保护技术的发展
3.1 储层保护的理论研究
随着国内外石油行业储层保护意识的不断加深，目前各大石油开采企业均以减轻或杜绝储层伤害为目的，加强了对储层保护理论和应用的研究。
“1/3 架桥规则”、“1/3～1 /4 充填规则”等一系列研究成果带动了各种保护技术的开发。
以超低渗透剂技术为例，其关键在于钻井液体系中成膜剂的使用。
由金属氧化物、有机聚合物及植物衍生物等组成的成膜剂能在液柱压力作用下迅速封堵孔道，且随着压力增加，封堵膜变形，封堵效果提高。
随着各种储层保护理论的不断发展，目前我国石油产业已经形成了新的储层保护理念，提出了应针对不同类型的储层，建立不同的储层保护技术的思路。
对于高渗透率储层，初始渗透率越大，受到固相颗粒损害的程度越大，污染深度也越深，因此应以防止固相损害为主；而对于低孔低渗储层，其水锁效应是储层损害的主要因素，因此应通过钻井液表面张力的降低对其加以控制。
3.2 储层保护技术的应用要点
实践中，储层保护的应用要点主要包括缩短钻井周期、提高钻井液的针对性和适应性、严格控制钻井液体系的稳定性与密度、以及提高水平井的固井质量。
在采用有效措施对卡钻、塌井等问题加以预防的基础上，应将地层流体与钻井液滤液相配伍，以抑制滤液对储层的污染，并以启动压力较低的反排清除泥饼，提高其渗透率恢复值，降低地层孔隙与钻井液液柱间的压力差，减少其对储层的侵入量。
4 结语
综上所述，加强水平井钻井中对储层的保护，要求技术人员在掌握各钻井液体系特点与适用范围的基础上，针对钻井液影响储层的方式和机理进行研究，深入了解其与储层之间发生的各种物理化学反应，结合储层的具体特征采用有效的保护方法，控制钻井液的固相含量，缩短完井周期，确保水平井施工经济效益与安全效益的实现。
参考文献
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