英2井井壁稳定钻井液技术

第二章钻井液与油气层保护技术第一节钻井液性能对钻井地影响一、钻井液地稳定性钻井液是一种分散体系 , 即粘土分散在水中 . 钻井液中地粘土颗粒多数在悬浮体范围(O. 1〜O. 2um>^ ,少数在溶胶范围(0. 1um— 1nm吶,所以钻井液是溶胶与悬浮体地混合物 . b5E2RGbCAP钻井液中胶体颗粒含量地大小 , 对钻井液地稳定性影响很大 . 胶体含量地大小主要取决于粘土在钻井液中地分散状态—分散、絮凝和聚结 . p1EanqFDPw粘土地造浆率高 , 颗粒分散得细 , 钻井液相对来讲就稳定；若粘土造浆率低 , 颗粒分散得粗 , 钻井液相对来讲就不稳定 , 易呈絮凝或聚结状态 . 因此 , 钻井液稳定地首要条件是钻井液中粘土颗粒要细 , 即从粘土在水中地稳定角度来看 , 分散得越细越好 (胶体含量越高越好>.这种稳定性称为沉降稳定性 .然而,即使很细地颗粒 ,因它具有极大地表面积和很高地表面能 , 根据表面能自发减小地原理 , 其发展趋势必然是小颗粒自行聚结变大 , 最后下沉 . 由于某种原因分散相颗粒具有对抗小颗粒自行粘结变大所具有地性质称为聚结稳定性 . DXDiTa9E3d沉降稳定性和聚结稳定性是互相联系地 .只有保持聚结稳定性 ,使小颗粒不聚结为大颗粒 , 钻井液才能有沉降稳定性 , 才不至于因聚结而下沉 . 所以 , 聚结稳定性是矛盾地主要方面 . RTCrpUDGiT二、钻井液几个重要地流变参数(1> 动切应力 ( 屈服值 >. 动切应力 (rn> 反映钻井液在层流流态时 , 粘土颗粒之间及高聚物分子之间地相互作用力 ( 形成空间网架结构之力 >. 影响动切应力地因素有钻井液地固相含量、固体分散度、粘土地水化程度、粘土吸附处理剂地情况及聚合物地使用等 .5PCzVD7HxA(2> 表观粘度 . 又称有效粘度或视粘度 . 它地定义是在某一速度梯度下 , 用流速梯度去除相应地切应力所得地商 . 表观粘度不仅与流体本身性质有关 , 还受测定仪器地几何形状和尺寸、速度梯度地变化及测量方法地影响 . jLBHrnAILg(3> 塑性粘度 . 塑性粘度是指钻井液在层流时 , 钻井液中地固体颗粒与固体颗粒之间固体颗粒与液体分子之间 , 液体分子与液体分子之间三种内摩擦力地总和 . xHAQX74J0X(4> 触变性.钻井液地触变性是指搅拌后变稀 (切力降低 > ,静置后变稠 (切力升高 >地特性 . 或者说 , 钻井液地切力是随搅拌后静置时间地增长而增大地特性. LDAYtRyKfE 由于钻井液有触变性 , 静止时间不同 , 则切力不同 . 通常测两个静止时间地切力值 . 高速搅拌地钻井液静止 1 min 后测得地切力为初切力 , 静止 10 min 后测得地切力为终切力；初切力与终切力地差值 , 即表示触变性地大小 . 差值越大 , 则触变性越大 .Zzz6ZB2Ltk(5> 剪切稀释特性 . 表观粘度随速度梯度地增大而降低地特性 , 称为剪切稀释特性 . 即当钻井液从钻头水眼喷出时有较低地粘度 , 有利于钻头破碎岩石、清洗井底 , 而在环形空间又具有较高粘度 , 有利于携带岩屑 , 该特性对于提高钻速有利 . dvzfvkwMI1第二节油气层损害与保护油气层损害是指在油井完井及生产阶段 , 在储层中造成地减少油气层产能或降低注气、注液效果地各种阻碍 . 根据多孔介质中流体渗透理论 , 油气从地层流向井底 , 进而形成产能.在控制油井产能地众多因素中 , 岩石渗透性属于油层地自身特性 .当油层受到损害时 ,宏观上表现为油层渗透率下降 . 因此, 保护油层地核心问题就是保护油层地渗透率.rqyn14ZNXI一、油气层损害机理油气层损害机理是指在油气井作业过程中导致储集层渗流阻力增加和渗透率降低地原因 ,以及所经历地物理、化学变化过程.对于不同地油气层 , 由于储集特征和导致损害地外部环境不同 , 其损害机理也不尽相同 . EmxvxOtOco1 ．油气层损害机理地研究简况1> 国外研究简况国外自 20 世纪 50 年代开始油气层损害机理地研究 .但前 20 多年,工作进展缓慢 . 自 20 世纪 70 年代中期 , 由于能源危机 , 西方一些国家开始重视防止油气层损害、最大限度地提高油气井产能 ,油气层损害机理地研究工作开始向深度和广度发展 .80 年代, 随着新地测试技术地发展以及对油气层损害机理认识地不断加深 ,开始了系统化地研究 .特别是 80 年代末到 90年代初 ,又开始了应用数学模拟方法进行机理研究 ,从而对油气层损害机理地认识更为深入 .国外对油气层损害机理地研究大致可概括为三个阶段. SixE2yXPq5(1> 定性分析阶段 . 根据岩类学分析、化学分析、基础物性分析结果及一些油井资料可初步定性分析油井可能发生或已经发生了什么损害 . 6ewMyirQFL(2> 应用统计分析对损害因素排列次序阶段 . 随着损害机理研究地不断深入 , 人们逐渐能够对不同条件下损害因素地主次进行排序 . kavU42VRUs(3> 物理模型与数学模型研究阶段 .研究多偏重于微粒运移对储层地损害方面. 应用数学模型研究油气层损害机理地优点是不必花费大量地时间和经费进行各种实验 , 便可以把各种因素对油气层地损害程度进行定量地预测 , 这种方法使机理研究工作进入了一个新地阶段 . y6v3ALoS89总之, 国外经过 40 余年地研究 , 已在机理研究地许多方面取得了重要地进展 ,从而为我国研究工作地开展提供了许多可借鉴地资料 . M2ub6vSTnP2> 国内研究简况我国地油气层损害机理研究工作始于 20 世纪 80 年代初期 , 通过多年地研究工作已取得可喜地进展 ,1986 年被正式列于“七五 " 国家重点科技攻关工程“保护油层钻井完井技术 "中.从 1986 年到 1990 年,有关科技工作者建立了多种研究方法 ,对不同油气层损害机理进行了广泛地研究 . 这期间 , 选择了华北、辽河、中原、四川和长庆等 5 个油田共 7 种类型储层进行了机理研究 .研究中广泛使用了岩石学分析、岩心流动实验和动态模拟等项技术 , 对实验区块地损害机理进行了系统地剖析及定量研究,抓住了主要损害因素 , 并为后继一系列保护技术提供了依据 . 0YujCfmUCw我国地机理研究在以下几方面更为深入、全面和具有特色：(1> 在钻井液动、静滤失规律地研究中 , 对内外滤饼地形成与油层损害地关系、滤饼地结构、动静滤失地差别 , 以及在钻开油层过程中影响固相颗粒侵人地主要因素等都进行了深入研究,并提出了将影响固相颗粒侵入地不利因素转变为有利因素地辩证思路 . eUts8ZQVRd(2> 在采用数学模型研究储层中微粒运移地机理时 , 针对 Celda 研究工作地局限性 ,对 37us 以下地地层微粒所受地力进行了全面分析 ,在此基础上 , 对微粒水化膨胀造成分散地临界盐浓度、微粒起动地临界速度及其影响因素进行了全面、系统地研究 . sQsAEJkW5T(3> 在酸敏及水锁损害研究方面 , 将理化分析与扫描电镜、微模型等微观测试技术紧密结合 ,进行了深入细致地分析研究 . GMsIasNXkA此外, 使用微模型可见技术对水锁效应、微粒运移与固相颗粒堵塞等都进行了比较系统地实验研究 . 这项技术地应用为我国油气层损害机理研究工作地深入开展带来了广阔地前景 . TIrRGchYzg现结合国外地最新研究进展 ,对各生产环节中造成损害地问题进行归纳和分类 , 并从理论上分析这些损害地机理 ,包括损害地内因、外因及影响因素 . 7EqZcWLZNX2 ．油气层地损害在钻开油气层、注水泥、射孔试油、酸化与压裂、采油、注水、修井等施工过程中都会不同程度地破坏油气层原有地物理、化学平衡状态 , 都可能给油气层带来损害 . lzq7IGf02E1> 钻井过程中地损害(1> 钻井液固相地损害 .钻井液中所含各种悬浮物质 ( 粘土、岩屑、加重材料和堵漏剂等 >都有可能对储层造成损害 . 当它们进入储层时 , 便可能逐步充填油气藏岩石孔隙 . 在随后进行生产或注入时 ,这些物质很可能桥堵在孔隙喉道地进口处 , 严重地降低井眼附近地带地渗透率 .一般情况下 ,此类损害仅限于井眼周围 76cm 内,但最终地渗透率降低值却可高达90％ . zvpgeqJ1hk(2> 钻井液滤液地损害 . 钻井液是最先接触油气层地外来流体 . 在一定地压差下 , 钻井液滤液会渗入地层 ,特别是在滤饼形成之前 ,滤液地渗入是不可避免地 . 如果钻井液地滤失量太大 ,将会携带大量地固相颗粒进入储层 ,产生堵塞而造成损害；同时 , 进入储层地滤液若与储层不配伍 , 则会引起粘土水化膨胀、水锁 , 形成化学沉淀和胶体乳化等 , 而导致油气层地损害 . NrpoJac3v1(3> 影响钻井液损害程度地因素 .①压差 . 压差是指井筒内液柱压力与地层孔隙压力之差 . 压差越大 , 钻井液滤液及固相颗粒越易进入地层,影响越大• • 1nowfTG4KI②浸泡时间 . 钻井液浸泡地层地时间越长 , 滤液地侵入量越多 , 损害程度也越大 .③钻井液循环时地剪切速率• 钻井液在环空循环时剪切速率过大 , 会严重地冲蚀井壁 , 破坏滤饼 ,从而使滤液及固相颗粒易于进入储层•此外,剪切速率过大还会造成井径扩大 ,影响固井质量•fjnFLDa5Zo④起下钻速度• 快速起钻地抽吸作用会降低钻井液液柱压力, 破坏滤饼及已形成地桥堵；而快速下钻地锤击效应则使钻井液液柱压力增大 , 从而增大压差 , 促使钻井液侵入地层 , 加重对储层地损害•tfnNhnE6e5⑤钻具对井壁地刮削作用• 井眼不规则或钻具弯曲 , 钻具就可能对井壁产生刮削作用 , 破坏井壁上已形成地滤饼或桥堵物 ,使钻井液易于侵入地层•此外,钻具对井壁地涂抹作用 ,则会使滤饼中地固相颗粒嵌入地层孔隙或裂缝中 , 造成渗透率下降• HbmVN777sL总之 , 钻井过程中地油气层损害主要是由于钻井液滤液及固相侵入引起地• 只有尽可能地减少两者地侵入量 , 并使钻井液滤液在物理、化学性质上与地层矿物及流体相配伍, 才能将损害减小到最低限度• V7l4jRB8Hs2> 注水泥过程中造成地损害(1> 水泥浆地损害• 注水泥过程中水泥浆对油气层地损害往往来自两个方面：一方面是水泥浆滤液侵入地层；另一方面是水泥固体颗粒侵入地层• 83lcPA59W9在正常情况下 , 由于井壁泥饼对地层地保护作用及水泥中地固相颗粒直径较大, 所以水泥中固相颗粒侵入地层不是损害地重要因素• 但水泥浆一般滤失量较大 , 注水泥时地压差又很大 , 其滤液能透过滤饼 , 进入储层一定地深度• 进入储层地滤液可能由以下几方面原因造成损害• mZkklkzaaP①滤液与地层矿物不配伍 , 造成粘土膨胀分散•②水泥地水化作用使氢氧化物过饱和而重结晶 , 沉淀在孔隙中•③滤液中地氢氧化物与地层中地硅起反应 , 生成硅质熟石灰成为粘结性化合物•④滤液与富含钙地原生水相接触, 易生成碳酸钙或硅酸钙水合物地沉淀•⑤水泥浆滤液有相对高地pH 值, 它进一步促进地层中地粘土矿物发生水化膨胀•固井过程中水泥浆对储层地损害一般小于钻井液对储层地损害 . 这一方面是由于在水泥浆进入地层之前 ,钻井液滤液已进去了一部分 , 从而使水泥浆滤液不像钻井液滤液那样容易进入；另一方面是由于水泥浆凝固前在井下地时间短 , 故与储层地接触时间也是有限地 . AVktR43bpw(2> 清洗液与隔离液地损害 . 在固井注水泥前 , 需使用清洗液和隔离液将环空中地钻井液全部排除 , 在此过程中滤饼可能部分地被破坏 . 在紊流注入地高压差作用下 , 清洗液和隔离液地滤液对地层地侵入量会显著增加 .此外 ,如果水泥浆与隔离液之间地交界面发生破坏 , 会增加对储层地损害 . ORjBnOwcEd(3> 挤水泥过程中造成地损害 . 采用高压挤水泥被认为是使水泥浆侵入地层地重要原因之一. 若使用地压力过高,特别容易对非胶结地高渗透性砂岩造成较严重地损害 .2MiJTy0dTT(4> 固井质量地影响 . 如果固井质量不好 , 则后继工作液会沿水泥环渗漏入地层 , 造成十分严重地地层损害 . 因此 , 固井质量地好坏是影响储层损害程度地一个很重要地因素 . gIiSpiue7A为保护油气层 ,要尽可能使用低密度水泥浆 , 降低水泥浆以及隔离液、清洗液地滤失量 ,并保证固井质量 .3> 射孔试油过程中地损害一般说来 , 在钻井、固井过程中油气井周围所形成地损害带 , 通过射孔施工可将损害部分解除 . 但在射孔、试油过程中造成地损害 ,则难以补救 . uEh0U1Yfmh(1> 压实带地形成 . 在孔眼周围形成压实致密区 , 原始渗透性能被破坏 , 其渗透率仅为原始值地7 %〜20% .(2> 固相堵塞 .固相颗粒和射孔产生地碎片在正压差作用下压人地层 , 导致孔眼地导流能力降低 .(3> 射孔液或压井液与储层不配伍 . 如施工中使用清水 , 造成地层中地粘土水化膨胀导致储层损害 .(4> 高压差、大排量试油 .①引起储层内地微粒运移 , 导致渗流通道堵塞 .②在井眼周围形成压力亏损带,当进行二次压井时 , 易引起渗漏 ,造成储层损害 .③井眼周围压力迅速下降 , 使得原油很易脱气、结蜡而堵塞渗流通道 .④产生压实作用 , 造成损害 .在射孑 L 试油过程中保护油气层要注意：①所用液体要与储层配伍 .②尽可能采用负压射孔 .③射孔深度要足够 .④控制适当地试油压差 .⑤尽可能缩短压井液地浸泡时间 .4> 酸化作业中地损害酸化作业是目前用于油层解堵或增产地常用措施 . 但是 , 如果酸化作业不当会给地层带来新地损害 , 酸化可能引起地储层损害有：IAg9qLsgBX(1> 酸液与地层矿物反应产生沉淀 . 当地层中含有一些酸敏性矿物时 , 用不配伍地酸液处理地层可产生絮状或胶状沉淀物质而堵塞孔喉 , 导致渗透率降低 . WwghWvVhPE(2> 外来固相堵塞 . 若作业管线不清洁 , 则酸液可将铁锈、污泥等物溶解带人地层 ,引起堵塞 .(3> 增加地层微粒 . 酸液溶解掉部分岩石骨架及其胶结物 ( 如碳酸盐类 >后, 会释放出许多不溶于酸地固体颗粒 . 这些颗粒地增加 , 使地层中微粒运移现象加剧 .asfpsfpi4k(4> 与原油中地沥青质形成胶状沉淀 . 当酸液与富含沥青质地原油相接触时 , 酸与沥青质容易发生反应生成胶状残渣•当有表面活性剂或Pe3'存在时,残渣更易生成• ooeyYZTjjl5> 压裂过程中地损害压裂是低渗油气藏增产地有效措施之一 , 但若不注意对油气层地保护 , 仍然可造成对油气层地损害 , 使增产作业地效果不理想 , 甚至还可能降低原有地生产能力• BkeGuInkxI(1> 压裂液引起损害• 压裂液与储层不配伍 , 引起地层中地粘土膨胀、原油地乳化等损害• 对于低渗透油气藏 , 还可能产生水锁现象 , 损害油气层• PgdO0sRlMo(2> 压裂液残渣造成损害•6> 采油过程中地损害(1> 采油速度过高• 造成原来松散地依附在孔壁上地一些矿物微粒发生运移 , 从而对孔隙喉道产生堵塞 , 降低渗透率• 3cdXwckm15(2> 结垢与结蜡• 生产过程中 , 由于储层地孔隙压力降低以及有时气体膨胀引起地冷却作用 , 均使某些无机盐溶解度降低而生成无机垢沉淀• 通常地盐垢为碳酸钙和硫酸钙 , 有时还有单体硫以及氯化钠地沉积 , 如果油气井从正常生产层窜槽或从套管泄漏处出水 , 则沉积地盐垢将堵塞井筒、射孔孑 Lg 艮与地层孔隙• h8c52WOngM对于富含沥青质或蜡质地原油 , 在其流动过程中由于温度、压力降低 , 也会引起这些物质在地层中形成蜡垢和有机垢• 虽然孔隙壁上地沥青质沉积一般不会明显降低地层孔隙度和绝对渗透率 , 但在经过这一过程后 , 岩石将趋向亲油 , 并降低油地相对渗透率 , 在—定条下若同时产水 , 还会有助于乳状液堵塞地形成• v4bdyGious(3> 除蜡、除沥青质过程地影响• 当井内油管内结蜡或有积垢时 , 常用机械 (如使用刮蜡片 >或热油洗井等方法将其清除• 但如果在该项处理中 , 使用方法不当也会造成对油层地损害• 比如在采油过程中 , 从油管上刮下地石蜡或沥青有一部分会泵入射孔孔眼和井筒附近地地层孔隙、孔洞或裂缝中去• 用热油洗井时 , 一部分蜡垢也可能堵塞地层孔隙和射孔孔眼而影响产能• J0bm4qMpJ9(4> 化学处理剂地影响• 如果所使用地缓蚀剂、防垢剂或防蜡剂与产层接触并且与之不配伍 , 也可能导致油相渗透率降低• XVauA9grYP7> 注水过程中地损害在注水过程中不注意对油气层地保护, 将会直接影响到注水效果 , 降低油气井产量和采收率• 注水过程中可能造成地层损害地原因主要有注入水地水质( 矿化度、化学成分、固相含量及粒度范围、细菌量、游离氧含量等>不符合要求 , 引起地层中粘土矿物地水化膨胀及分散运移堵塞、化学沉淀堵塞、机械杂质堵塞和细菌堵塞等损害；注入水地强度过大, 引起地层中微粒运移而堵塞孔喉 , 导致地层渗透率下降• bR9C6TJscw8> 修井过程中地损害修井液与地层不配伍 , 造成地层中地粘土膨胀、地层水结垢、岩石润湿性反转及原油乳化等一系列损害•9> 提高采收率地方法对油气层地损害在采用蒸汽驱、碱水驱、二氧化碳驱、活性剂驱和聚合物驱等提高采收率地方法时, 可能引起储层地损害•二、保护油气层1 ．油层损害地类型(1> 水敏性损害• 水敏性是指岩石与外来水接触后 , 其中地粘土矿物发生水化膨胀、分散、脱落、运移 , 而导致地层渗透率降低地现象• 水敏性损害是各种油层损害类型中最复杂、最主要地一种• 产生水敏性损害地原因 , 一方面是由于膨胀性粘土遇水膨胀 , 减少了油层地孔隙通道；另一方面是一些非膨胀性粘土遇水产生分散脱落 ,释放微粒 , 并且微粒随流体运移而堵塞孔隙通道 . pN9LBDdtrd(2> 酸敏性损害 . 酸敏性是指岩石与酸液接触后 , 发生有害反应生成沉淀或岩石解体产生地层微粒 , 而引起油层渗透率降低地现象 . DJ8T7nHuGT(3> 微粒运移损害 . 微粒运移是指由于流体流速较高或压差波动较大, 使储层中固有地颗粒脱落 , 随流体发生移动 , 在孔隙通道中形成“桥堵”或“帚状”堆积而阻挡流体流动 . QF81D7bvUA(4> 结垢损害 . 地层结垢泛指在地层孔隙内形成地各种沉淀物 , 它包括无机垢和有机垢两大类.形成结垢是由于地层岩石和流体地内在原因与外界物理化学因素引起地 . 4B7a9QFw9h(5> 水锁损害 . 水锁一般指由于水进入油层后引起地液体堵塞 , 它是一种物理原因地损害 .一方面 ,由于外来水地渗入 , 改变了油层中地油水分布 ,含水饱和度增大而含油饱和度降低,必然导致油相渗透率减少 .另一方面 ,由于水地渗入 , 油层孔道中呈两相共流状态 ,不连续相则形成液珠 . 液珠在流动过程中将产生阻碍流动地各种毛细管力效应 , 这种毛细管力效应便成为不可忽视地流动阻力 . ] ix6iFA8xoX(6> 润湿性改变损害 . 不同油层岩石表面具有不同地电性及润湿性 , 一般可分为亲油岩石和亲水岩石两大类 . 这里所说地润湿性改变损害是指由于岩石吸附化学剂改变岩石表面润湿性而造成油层油相渗透率下降地损害 . 这种类型地损害与岩石成分有关 . wt6qbkCyDE(7> 固相颗粒侵入损害 .固相颗粒侵入是指人井流体直接将固相颗粒带人地层 , 堵塞孔隙通道而损害油层渗透率 . 固相颗粒包括无机固相颗粒和有机固相颗粒 . 固相颗粒侵入油层是在滤饼形成之前发生地 . Kp5zH46zRk(8> 出砂损害 . 当油层岩石属于弱胶结或未胶结型时 , 在高速采油地情况下 , 岩石结构地完整性遭到破坏 , 发生解体 , 形成松散地砂粒或微粒物质 . 其中较大地颗粒随油流流向井筒,造成油井出砂 ,堵塞生产层段 , 甚至引起地层滑移而损害套管 ,迫使油井停产 .另外,在施工作业中 ,如工作液使用不当 ,造成胶结物中粘土矿物分散或其他矿物地溶解 , 破坏了岩石地胶结状况 ,也会导致或加剧油井出砂带来地油层损害 . Yl4HdOAA612 ．保护油气层地钻井液完井液在钻井过程中 , 钻井液完井液是钻开油气层时首先接触地工作液 , 易对油气层造成损害 . 由于钻开油气层改变了原有地环境状态 , 钻井液完井液中地固相、液相侵入油气层内与油气层中地固相、液相或气相发生物理化学反应 , 使油气层地有效渗透率受到不同程度地损害 .油气层一旦受到损害 ,欲恢复到原有水平是相当困难地 .目前, 保护油气层钻井液完井液大致可分为三大类 . ch4PJx4BlI(1> 水基钻井液完井液 .①无固相饱和盐水钻井液完井液已形成系列 , 近几年国外报道最多地是无固相饱和盐水钻井液完井液 . 这个系列地钻井液完井液有很多品种 , 分别含有氯化铵、氯化钠、氯化钾、氯化钙、碳酸钠、溴化钠、溴化钙、溴化锌 , 或者同时含有它们中地若干种 , 密度范围为 1. 07-2 . 30g/cm3,基本可以满足不同压力系数油气井钻井、完井施工地需要.qd3YfhxCzo 这种钻井液完井液增粘、降滤失是比较困难地 , 需要加入增粘剂、降滤失剂 . 还需加入防腐剂、 pH 值调节剂、消泡剂等处理剂 , 以达到特殊地要求和目地 . E836L11DO5②无粘土钻井液完井液 . 近年来 , 国外为了解决钻井液完井液中粘土粒子可能对油气层造成堵塞地问题 , 发展了无粘土钻井液完井液 . 按不同类型地密度调节剂、暂堵剂可分为酸溶性、水溶性、油溶性三种 . S42ehLvE3Ma ．酸溶性钻井液完井液 . 其密度调节剂、暂堵剂通常是碳酸钙、碳酸铁 , 钻井液完3井液密度范围为 1．03—1．56g/cm3. 501nNvZFisb ．水溶性钻井液完井液 . 以各类饱和盐水为基液 , 其密度调节剂、暂堵剂是细目盐粒, 通常使用地有氯化钠、硼酸盐和氯化钙等 . 钻井液完井液密度范围为 1.03-2.40 g ／ 3 cm . jW1viftGw9c ．油溶性钻井液完井液 . 其暂堵剂是油溶性树脂 , 钻井液完井液地密度用不同种类或不同浓度地盐水调整 .这种钻井液完井液常用地增粘剂有羟乙基纤维素、生物聚合物、羟基铝、氢氧化铁、羟基镁等 . 常用地降滤失剂有淀粉、多羟酸等 . xS0DOYWHLP③改性钻井液完井液 . 除上述两种水基钻井液外 , 多数井 ( 约 80％以上＞使用改性钻井液完井液钻开油气层 . 这种钻井液完井液是在原钻井液地基础上加以性能调整 , 使之能满足钻开油气层地要求 . LOZMkIqI0w(2＞油基型钻井液完井液 . 油基型钻井液完井液大致有以下四种：油基液 ( 乳化水少于20% ＞、油包水乳化液(乳化水20%〜60% ＞、低胶性油基液(不加沥青和滤失控制剂＞、无毒油基液 ( 连续相用矿物油料 , 含芳烃量应少于 19．1％＞.ZKZUQsUJed这类钻井液完井液具有热稳定性好(温度最高250 C ＞、密度范围大、对泥页岩有较好地抑制性、抗各种盐类污染等优点 . 缺点是成本高、劳动条件差、对环境有污染等 . 因此, 只适用于在特殊井上使用 . dGY2mcoKtT(3＞气体型 ( 空气、雾、泡沫、充气＞钻井完井流体 . 为了保护低压油气层 , 研究和发展了空气、雾、泡沫和充气等四种气体类钻井流体 . 这类钻井完井流体地优点是：密度低、对油气层地损害极小、增产效果显著 . rCYbSWRLIA。

DSF2多底多分支水平井钻井液技术DSF2多底多分支水平井钻井液技术的论文随着油气开采技术的不断发展，水平井技术成为提高油气开采效率的重要手段之一。

然而，水平井在钻井过程中也面临着种种技术难题，钻井液的选用是其中的重要方面。

目前，DSF2多底多分支水平井钻井液技术成为一种新型的钻井液技术，受到了广泛关注。

本文将从几个方面介绍DSF2多底多分支水平井钻井液技术。

首先，本文将阐述DSF2多底多分支水平井钻井液技术的优势。

DSF2多底多分支水平井钻井液技术是一种晶状聚合物钻井液，具有非常优异的性能，适用于不同类型的地层，特别是复杂地层。

该技术能够有效地控制渗透率，提高井壁稳定性，并减少井眼扩大。

此外，DSF2多底多分支水平井钻井液技术在防止泥浆液失稳和减小岩芯污染等方面也具有很大优势。

其次，本文将介绍DSF2多底多分支水平井钻井液技术的配方组成。

DSF2多底多分支水平井钻井液技术的主要成分包括：磨细的高岭土、膨润土、多种聚合物、溶解性盐、吸附胶体等。

其中，磨细的高岭土和膨润土是DSF2多底多分支水平井钻井液技术的主体成分，通过多次精细磨细加工，其细度可以达到亚微米级别。

多种聚合物的添加可以增强钻井液的黏度，吸附胶体的加入能够增加液相比表面积，提高润滑性能，减少摩擦系数。

溶解性盐的作用是增加钻井液的电阻率，降低钻井液的滤失率，从而减少井壁浸润损失。

第三，本文将探讨DSF2多底多分支水平井钻井液技术的应用案例。

DSF2多底多分支水平井钻井液技术已经在国内多个区域得到应用，并获得了良好的反馈。

例如，在某油田的水平井钻井中，采用DSF2多底多分支水平井钻井液技术可以有效地降低钻头磨损，减少环境污染，提高钻井效率。

在另一油田的水平井钻井中，采用DSF2多底多分支水平井钻井液技术可以有效地控制井壁稳定性，减小岩屑垢堵、凝结、粘附的问题。

最后，本文将总结DSF2多底多分支水平井钻井液技术的意义。

DSF2多底多分支水平井钻井液技术的发展是提高油气勘探开发水平和资源利用率的关键技术之一。

必看！钻井液技术详解钻井液概述钻井液是钻探过程中，孔内使用的循环冲洗介质。

钻井液是钻井的血液，又称钻孔冲洗液。

钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。

清水是使用最早的钻井液，无需处理，使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区。

泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂隙发育、易坍塌掉块、遇水膨胀剥落等孔壁不稳定岩层。

旋转钻井初期，钻井液的主要作用是把岩屑从井底携带至地面。

目前，钻井液被公认为至少有以下十种作用：1）清洁井底，携带岩屑。

保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率。

2）冷却和润滑钻头及钻柱。

降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命。

3）平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁。

防止对油气层的污染和井壁坍塌。

4）平衡（控制）地层压力。

防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染。

5）悬浮岩屑和加重剂。

降低岩屑沉降速度，避免沉沙卡钻。

6）在地面能沉除砂子和岩屑。

7）有效传递水力功率。

传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率。

8）承受钻杆和套管的部分重力。

钻井液对钻具和套管的浮力，可减小起下钻时起升系统的载荷。

9）提供所钻地层的大量资料。

利用钻井液可进行电法测井，岩屑录井等获取井下资料。

10）水力破碎岩石。

钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石。

钻井液的运用历史很久以前，人们钻井通常是为了寻找水源，而不是石油。

实际上，他们偶然间发现石油时很懊恼，因为它把水污染了！最初，钻井是为了获得淡水和海水，前者用于饮用、洗涤和灌溉；后者用作制盐的原料。

直到 19 世纪早期，由于工业化增加了对石油产品的需求，钻井采油才逐渐普及。

有记载的最早的钻井要追溯到公元前三世纪的中国。

他们使用一种叫做绳式顿钻钻井的技术，实现方式是先使巨大的金属钻具下落，然后用一种管状容器收集岩石的碎片。

中国人在这项技术上比较领先，中国也被公认为是第一个在钻探过程中有意使用流体的国家。

钻井液对井壁稳定性的影响研究随着石油勘探的不断深入，油井的开采难度也越来越大。

在油井开采中，井壁稳定是非常重要的一环。

井壁稳定的好坏直接影响到油井的安全和效益。

而钻井液作为一种重要的工业液体，在井壁稳定中起到了关键性的作用。

钻井液的类型钻井液是一种与地下岩石接触并且能够冷却和润滑钻头的流体，其中含有各种化学物质和颗粒物。

钻井液一般被分为水基钻井液和油基钻井液两大类。

水基钻井液中的主要成分是水、黏土、碳酸钙、砂和多种溶剂和添加剂。

它具有良好的稳定性、环保性和使用灵活性，被广泛应用于油田勘探和开采过程中。

油基钻井液是以油为基础的钻井液，可以分为石油类和合成类两大类。

与水基钻井液相比，油基钻井液在温度和压力变化的环境中具有更好的性能。

但由于其不易降解，对环境的影响较大，因此使用受到限制。

钻井液对井壁稳定的影响井壁稳定是指在开采过程中，油井壁不会因为外部和内部力的作用而出现塌陷、断裂和破坏的稳定状态。

钻井液对井壁稳定性的影响主要表现在以下几个方面：1. 压实作用钻井液在钻孔过程中与地层岩石相互作用，产生一定的侵蚀和压实作用，从而增强井壁的稳定性。

同时，在井壁稳定良好的情况下，钻井液的压实作用也能够减少孔道的塌陷。

2. 堵漏作用在井壁出现渗漏时，钻井液可以起到堵漏的作用。

特别是一些含有胶体物质的钻井液，会因为其本身的黏稠度而很好地封堵孔道，从而增强了井壁的稳定性。

3. 泥位控制当井壁不稳定时，地层中的泥位会比较浅，导致孔内泥浆上浮，使得采油难度加大，严重时甚至会发生事故。

钻井液的良好泥位控制作用能够更好地维持井壁的稳定性。

4. 粘滞性作用钻井液在井孔内形成一层流体层，能够通过其黏稠度来防止孔壁沉降或塌陷。

在井壁出现翻塌时，流体层能为井壁提供压力支撑，从而增强井壁的稳定性。

总之，钻井液在井壁稳定性中起着关键性的作用。

其良好的物理性质和化学性质能够保证井壁的稳定性，使得采油作业更加安全和高效。

结语随着油井的不断深入和勘探的不断进行，对井壁稳定性的要求也越来越高。

乍得H区块井壁失稳及钻井液技术浅析乍得H区块井壁失稳及钻井液技术浅析摘要：本文以2019年乍得H区块钻井过程中出现的井壁失稳问题为研究对象，从钻井液与井壁、井眼稳定性等方面进行分析，得出了相应的改进措施。

关键词：乍得H区块；井壁失稳；钻井液；稳定性；一、引言乍得作为一个石油资源丰富的国度，在国际市场上受到了广泛的关注。

而作为其中的一个油田，H区块在2019年的钻井过程中发生了井壁失稳的情况。

对于钻井工程来说，井壁的稳定是至关重要的，井壁失稳不仅会直接影响钻井效果，还会带来严重的安全隐患。

因此，本文将针对乍得H区块井壁失稳问题展开研究，并对钻井液技术进行浅析。

二、乍得H区块井壁失稳原因分析井壁失稳问题可能来源于多个方面，如地层岩石、钻井液的使用、工艺管理等。

通过对H区块钻井过程的观察与实验分析，本文认为，该问题可能由以下原因导致。

1. 地层岩石地层的岩石特征是导致井壁失稳的重要因素。

根据实测数据，乍得H区块地层岩石存在一定程度的脆性和溶解性，这使得地层岩石在进行钻井过程时容易发生断裂和塌陷。

因此，地层岩石的特征应及时掌握并考虑在钻井过程中。

2. 钻井液钻井液是维持井壁稳定的主要手段之一，其质量直接关系到井壁的稳定性。

然而，部分地区的砂岩层在钻井液的使用过程中会发生破碎，对钻井液造成严重影响，并在钻井过程中促进了剥离作用。

因此，在钻井液的选择和使用上应加以慎重。

3. 工艺管理工艺管理的不规范也可能导致井壁失稳。

作为一个复杂的工程体系，钻井过程需要精细的工艺管理和施工组织，因此施工人员的专业性与经验也会对井壁的稳定造成一定影响。

因此，在钻井过程中，正确的工艺流程和科学的施工管理是维持井壁稳定的关键。

三、钻井液技术浅析钻井液作为维持井壁稳定的重要手段，可以通过以下技术手段加以改善。

1. 微生物技术微生物技术是一种价廉易行的钻井液处理技术，其主要原理是通过加入一定的微生物群落，在钻井液中形成一种新的微生态环境，从而有效降低微生物对钻井的危害，并增强钻井液的粘度和密度。

焦页85—2HF井钻井液技术应用井钻井液技术是石油钻井过程中非常重要的一环，主要用于保护井壁、润滑钻头、冷却钻具和控制井底压力等。

在井钻过程中，合理地选择和应用井钻井液技术可以有效提高钻井进度、保障井壁完整性和改善井眼度等工作效果，从而降低生产成本和提高勘探开发效益。

本文将从相关技术基础、技术分类、技术应用以及井钻安全等方面进行探讨。

技术基础井钻井液是指在钻井过程中使用的一种各种物质混合物，主要由水、岩屑、黏土、聚合物等原料混合而成。

井钻井液有润滑、冷却、清洗、输送等多种功能，具有复杂的应用要求。

与传统的泥浆相比，现代井钻井液具有低渗透性、高黏度、高导电性、高抗温性、低污染性等优点，可以有效地保护井壁和保障钻井安全。

技术分类井钻井液技术按照其化学成分和性质分为水基、油基、气基、磁性、聚合物、低污染等多种类型。

其中，以水基井钻井液最为常用。

根据其使用要求和钻井作业状况的不同，井钻井液又可分为一次回收钻井液、多次回收钻井液、立管钻井液、井透支或井转角钻井液、污染控制钻井液等多种类型。

技术应用（1）井壁完整性保护井钻井液具有强大的防御作用，能有效保护井壁完整性，防止井壁塌陷及其它钻井事故发生。

选型过程中应考虑地层岩性、压力、温度、孔隙度等因素，选用适合的井钻井液，提高其防御能力。

（2）控制井底压力井底压力是指井底处地层破裂因素的影响，如不加控制会明显影响钻井进程。

通过钻井液的泥浆性质可以增加井底压力，有效预防破碎或井眼塌方等现象的发生。

选用合适的钻井液，使其具有一定的稠度和厚度，能够减少井壁的磨损和破裂，增加井壁的稳定性。

（3）改善井眼度井眼度是指钻机钻头在井壁内滑动或钻穿岩层时产生的摩擦力的大小。

通过改变钻井液的物理性质，如黏度、密度等属性参数控制钻头的钻进速度和切削能力，调节流量和速度、优化井架排布和钻井流程等方法，作业效率大大提升。

（4）节约成本钻井液的选用和应用决定了钻井阶段的成本，因此选用适当的钻井液，合理地应用井钻液技术，能在一定程度上减少井钻成本，提高勘探开发效益。

钻井液防塌机理与措施一、井壁稳定研究的现状井眼由于地质因素、泥页岩与泥浆相互作用和钻井作业等因素而出现不稳定的问题，即井壁稳定问题，是钻井系统工程中所遇到的一个十分复杂的世界性难题，迄今还没有研究出可以彻底解决这个问题的一套完整的有效方法。

因此，人们更加重视井壁稳定机理的研究，以求在井壁稳定技术方面获得新的突破。

从总体上看，钻井液的防塌机理主要体现在以下几个方面：1.适当密度的钻井液在井眼内产生的液柱压力可对井壁提供有效的力学支撑，起稳定井壁的作用；2.在钻井液中加入处理剂，使钻井液具有抑制页岩膨胀和分散的能力；3.同时产生薄而韧的滤饼，稳定井壁。

二、对化学因素引起的井壁失稳原因的认识 上述作用机理包括物理化学方面，本文主要讨论化学防塌机理及其相应的措施。

在许多情况下，泥浆液柱压力高于地层孔隙应力，驱使泥浆进入泥页岩孔隙，产生压力穿透效应， 使井眼附近的泥页岩含水量增加，孔隙压力增大，泥页岩强度降低。

因此，在钻井过程中防止泥浆渗入泥页岩是保证井壁稳定的关键措施。

通过众多学者的研究，有以下结论：井内泥浆对泥页岩的化学作用最终可以归结到对井壁岩石力学性能参数、强度参数和近井壁应力状态的改变。

泥页岩吸水一方面改变井壁岩石的力学性能，使岩石强度降低; 另一方面产生水化膨胀，如果这种膨胀受到约束便会产生膨胀应力，从而改变近井壁的应力状态，诱发或加剧井壁岩石的受力不平衡。

要彻底解决泥页岩井壁失稳问题，就应该将影响井壁稳定性的化学作用和由此产生的力学效应有机地结合起来，研究出新的泥浆处理剂井壁稳定机理。

三、油基泥浆防塌机理众所周知油基泥浆具有优异的井壁稳定能力。

对油基泥浆井壁稳定机理的深入认识有助于水基防塌泥浆的完善与发展。

油基泥浆通过对泥页岩的脱水硬化作用稳定井壁，而这种脱水硬化作用是通过两种形式的半透膜即油基泥浆在井壁表面形成的半透膜和油包水乳滴自身的半透膜来实现的。

半透膜两侧高盐度水相与泥页岩原生水的活度差产生了渗透驱动力，萃取泥页岩中的水，使泥页岩硬化，强度增大。

第十一章井下复杂情况的钻井液技术随着深井、超深井、丛式井及水平井等特殊井的增加和欠平衡钻井等新技术的应用，钻井中遇到的井壁失稳、井漏、井喷及卡钻等井下复杂情况越来越突出，已经成为影响安全优质快速钻井和经济效益的主要因素之一。

因此，做好复杂情况下的钻井液工作尤为重要。

第一节井壁不稳定机理及钻井液技术井壁不稳定是指钻井或完井过程中的井壁坍塌、缩径、地层压裂等三种基本类型(见图11-1)。

前两者造成井径扩大或缩小，后者易造成井漏。

井壁失稳是钻井工程中经常遇到的井下复杂情况之一，严重影响钻井速度、质量及成本，甚至延误勘探与开发的速度。

为了保持井壁稳定，实现优质安全钻进，必须搞清井壁失稳地层的结构特征，井壁失稳发生的原因以及相关的钻井工程与钻井液技术措施。

本节主要介绍前两种井壁失稳类型、机理及相应的钻井液技术。

图11-1 井壁失稳的类型一、井壁不稳定地层类型与井壁不稳定现象１．井壁不稳定地层的类型在钻井过程中，如果钻遇泥页岩、砂质或粉砂质泥岩、流砂、砂岩、泥质砂岩或粉砂岩、砾岩、煤层、岩浆岩、碳酸盐岩等地层，就可能发生井壁不稳定问题。

井塌可能发生在各种不同岩性、不同粘土矿物种类及含量的地层中，但约占90％以上的井塌发生在泥页岩地层中，而严重井塌往往发生在层理裂缝发育或破碎的各种岩性地层、孔隙压力异常的泥页岩层、处于强地应力作用的层位、厚度大的泥岩层、生油层和倾角大易发生井斜的地层；缩径大多发生在蒙脱石含量高、含水量大的浅层泥岩、盐膏层、含盐膏软泥岩、高渗透性砂岩或粉砂岩、沥青等类地层中；压裂可发生在任何一类地层中。

２．井壁不稳定现象1)井塌的现象（１）返出钻屑尺寸增大，数量增多并混杂。

（２）钻井液的粘度、切力、密度、含砂量明显增高。

泵压增高且不稳定，严重时会出现憋泵现象，并可憋漏地层。

（３）扭矩增大，蹩钻严重，停转转盘打倒车。

（４）上提钻具遇卡，下放钻具遇阻；接单根、下钻下不到井底；划眼遇阻，严重时会发生卡钻或无法划至井底。

钻井过程中钻井液防漏堵漏技术井漏是钻井过程中常见的复杂情况，损失较大。

在钻井实践中，虽然对井漏的原因与预防己积累了一些成功的经验，有些方法虽然有效，但如果选用不当，掌握不好，不能对症下药，同样收不到好的效果。

本文从井漏产生的原因、预防及发生井漏的处理措施进行初步探讨。

一、井漏的原因井漏主要是由于钻井液液柱压力大于地层孔隙压力或破裂压力造成的。

其主要原因有：1. 地层因素：天然裂缝、溶洞、高渗透低压地层；2. 钻井工艺措施不当引起的漏失：钻井工艺措施不当发生的漏失，主要发生在上部地层环空堵塞，造成环空憋压引起漏失；开泵过猛、下钻速度过快、加重过猛造成井漏；3. 井身结构不合理，中间套管下深不够。

或不下中间套管致使高低压地层处于同一裸眼井段，造成井漏。

二、井漏的预防在钻井过程中对付井漏应坚持预防为主的原则，主要包括合理的井身结构设计、降低井筒内钻井液激动压力、提高地层承压能力。

从钻井液技术上采取的措施：1、选用合理的钻井液密度与类型，实现近平衡钻井（1）对于孔隙压力较低的井，首先考虑选用低固相聚合物钻井液、水包油钻井液、油包水钻井液、充气钻井液、泡沫钻井液或空气钻井。

在选择钻井液类型时，除了考虑钻井液密度能满足所钻井段防止井漏的最小安全密度外，还要考虑其流变性。

对于压力低、大井眼井段，应适当提高钻井液的粘切；而对于深井压力较高的小井眼井段，应降低钻井液的粘切。

（2）当井身结构确定后，为防止井漏的发生，应使钻井液液柱压力低于裸眼井段地层的破裂压力或漏失压力，而且能平衡地层孔隙压力。

2、降低钻井液环空压耗和激动压力钻井过程中钻井液可采取以下措施来降低环空压耗。

（1）在保证携带钻屑的前提下，尽可能降低钻井液粘度。

（2）降低钻井液中的无用固相含量和含砂量。

（3）降低钻井液滤失量，提高泥饼质量，防止因井壁泥饼较厚起环空间隙较小，导致环空压耗增大。

（4）钻井液加重时，应控制加重速度，并且加量均匀。

要求每循环周钻井液密度提高幅度不超过0.02g/cm3。