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(yīng)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(jī)械鉆井速度，高性能水基鉆井液的研制與應(yīng)用能夠切實(shí)滿足鉆井、完井施工需求，提高鉆井、完井工作質(zhì)量的同時(shí)，還確保了井壁的穩(wěn)定性，避免對地質(zhì)土層造成破壞。為了能夠更好的應(yīng)用高性能水基鉆井液，應(yīng)當(dāng)加大對高性能水基鉆井液特點(diǎn)的研究。本文通過對高性能水基鉆井液的特點(diǎn)進(jìn)行分析，加深對其應(yīng)用的研究。

高性能水基鉆井液；鉆井施工；特點(diǎn)及應(yīng)用分析

近年來，為了能夠在保護(hù)生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)之上，提高鉆井質(zhì)量與井壁穩(wěn)定性，加大了對高性能水基鉆井液的研究力度[1]。在傳統(tǒng)的鉆井液中，通常會出現(xiàn)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(huán)境。而高性能水基鉆井液則可以改善這一問題，代替?zhèn)鹘y(tǒng)鉆井液進(jìn)行施工。

1 高性能水基鉆井液的特點(diǎn)分析

1.1 高性能水基鉆井液具有抑制性強(qiáng)特點(diǎn)

根據(jù)對比調(diào)查不難發(fā)現(xiàn)，在不同的鉆井液類型中，高性能水基鉆井液的回收率高達(dá)100%，水化率有4.2%，線性膨脹率指標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(diǎn)，能夠極大程度減少井下發(fā)生意外情況的可能性。

1.2 高性能水基鉆井液具有機(jī)械鉆速高的特點(diǎn)

利用普通性能的水基鉆井液鉆井過程中，容易出現(xiàn)鉆頭泥包現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆井機(jī)械的速度明顯減慢，拉長了鉆井、完井施工時(shí)間。而高性能水基鉆井液中添加了高效防泥包劑。當(dāng)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(xiàn)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(qiáng)，避免在鉆井過程中出現(xiàn)泥土聚集、粘附等不良現(xiàn)象，影響機(jī)械的鉆井速度[2]。除此之外，高性能水基鉆井液在鉆井時(shí)，通常會選擇PDC鉆頭進(jìn)行鉆井，能夠進(jìn)一步提高鉆速，節(jié)省鉆井所用時(shí)間。

1.3 高性能水基鉆井液具有保護(hù)環(huán)境特點(diǎn)

在高性能水基鉆井液中添加了環(huán)保型處理劑，避免對生態(tài)環(huán)境造成影響。當(dāng)添加了環(huán)保處理劑后，鉆井液、鉆屑均能夠直接進(jìn)行排放，不用擔(dān)心會對生態(tài)環(huán)境造成不良影響。不用對鉆井液、鉆屑進(jìn)行專門處理，可以節(jié)省處理費(fèi)用，為鉆井工程節(jié)省部分成本。

2 對高性能水基鉆井液的應(yīng)用分析

2.1 在儲層嚴(yán)重枯竭情況下的應(yīng)用

當(dāng)油田呈現(xiàn)儲層嚴(yán)重枯竭狀況，需要鉆一口深氣井時(shí)，會遇到較多困難。利用普通的水基鉆井液進(jìn)行鉆井工作時(shí)，容易出現(xiàn)卡鉆、層壁出現(xiàn)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(shí)，選擇高性能水基鉆井液進(jìn)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(guī)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(wěn)定性，順利完成鉆井工作，在計(jì)劃工期內(nèi)完成施工任務(wù)，避免造成施工企業(yè)的損失。

2.2 在硬脆性頁巖地質(zhì)中的應(yīng)用

當(dāng)開展鉆井工作時(shí)，鉆井項(xiàng)目區(qū)域的地質(zhì)情況直接影響鉆井工作的難易程度。當(dāng)處于硬脆性且伴隨微裂縫頁巖地質(zhì)情況進(jìn)行鉆井時(shí)，使用普通鉆井液進(jìn)行鉆井，很容易在鉆井過程中出現(xiàn)地層垮塌現(xiàn)象，發(fā)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(diǎn)穩(wěn)定土層，同時(shí)也可以讓活性膨脹性頁巖更加穩(wěn)定。對于地質(zhì)頁巖伴有微裂縫的區(qū)域而言，高性能水基鉆井液也能夠避免微裂縫頁巖出現(xiàn)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(yīng)用

普通的水基鉆井液在海上平臺進(jìn)行鉆井操作時(shí)，可操作性較差，施工瓶頸較高不能滿足施工質(zhì)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(jìn)行海上鉆井施工。高性能水基鉆井液的應(yīng)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(jì)劃進(jìn)度與質(zhì)量要求完成鉆井工作。

3 結(jié)語

近年來，高性能水基鉆井液的應(yīng)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(yōu)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(jī)械鉆速、減少鉆頭泥包以及能夠保護(hù)環(huán)境等特點(diǎn)，提高鉆井施工效率，確保施工進(jìn)度與質(zhì)量。除此之外，在選擇高性能水基鉆井液鉆井時(shí)，需要根據(jù)鉆井項(xiàng)目區(qū)域的土質(zhì)選擇不同作用的添加劑。當(dāng)遇到硬脆性地質(zhì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇高性能水基鉆井液來穩(wěn)定頁巖的活性膨脹性，避免在鉆井過程中出現(xiàn)井壁坍塌現(xiàn)象；當(dāng)鉆井項(xiàng)目地質(zhì)土層粘聚性較高，容易造成鉆頭泥包現(xiàn)象，導(dǎo)致鉆井施工速度明顯下降時(shí)，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(xiàn)泥包現(xiàn)象，大大節(jié)省鉆井時(shí)間。為了達(dá)到環(huán)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(huán)保處理劑，在施工完畢后可以選擇直接排放，無需進(jìn)行再次處理[4]。高性能水基鉆井液是一種優(yōu)質(zhì)鉆井應(yīng)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(yīng)用[J].石油鉆探技術(shù),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(jià)及應(yīng)用[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2013,10（21）:2803-2807.

[3]龍大清,樊相生,王昆,范建國,羅人文.應(yīng)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(yīng)用[J].鉆井液與完井液,2011,02（08）: 87-88.