保护油气层钻井完井液发展现状和趋势综述

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1、保护油气层钻井完井液发展现状和趋势综述摘要：在钻井过程屮，钻井液和完井液是油气层打开时首先接触油气层的工作液，由于油气层的打开改变了原有的环境状态，使得钻井液和完井液中固相和液相侵入油气层内，并且与油气层中的固相、液相或气相发生固-固、固-液、液-液、气-液、气-固等物理化学变化，就造成了油气层的有效渗透率受到不同程度的损害。油气层一旦受到损害，想要恢复到原有水平相当困难，理所当然费用也是非常昂贵。因此，在钻井过程屮使用保护油气层的钻完井液是保护油气层，防止油气层受损害的重要环节。关键词：钻井液

2、完井液保护油气层损害引言1985年，Basan对以往油气层损害与保护作了归纳与分析，突出了储层自身产生损害的因素，使人们对油气层损害的认识有了进一步的提高。之后著名的油气层保护专家Krueger在分析全部油气层损害的观点后，明确提出：“尽管油井受损害的方式随作业而不同，但对一些特殊问题的调查与诊断，其受损害的原因通常都与微粒运移、化学反应或二荞共同作用有关”。Amaefule在“地层损害的评价及控制策略的进展”报告屮提出：“在各种各样油井作业屮所碰到的形形色色的地层损害问题，其中微粒运移是最主要

3、的。”根据8个工序12种损害机理排序，认为以下几种损害机理是主要的：1）微粒运移，形成堵塞；2）乳状液堵塞/水锁;3）无机有机垢堵塞；4）润湿性反转造成对地层的损害。当然油气层损害机理实际可能是几种因素共同作用，因此，研宄油气层保护措施很困难。1钻井液完并液对油气层的损害在钻开油气层的过程中，钻井液完井液中的固相和液相与油气层中的固、液、气发生复杂的物理化学反应，对油气层产生损害。1.1钻井液滤液对油气层的损害滤液进入油气层后容易使粘土矿物发生水化膨胀、分散运移和溶蚀分散，滤液对油气层的损害程度

4、取决于粘土矿物的含量、类型、分布状况及滤液的性质和滤失总量。此外，滤液进入油气层还会引起水锁、乳化、润湿反转等现象的发生。1.2钻充井液固相的损害钻井液完井液中存在着两种固相，有用固相是不可缺少的部分,其作用主要是对钻完井液提供适当的液柱压力、流变特性和好的滤失性能，这种有用阆相主要包括膨润土、加重材料、堵漏剂、暂堵剂等；另一种是无用固相，包括钻屑、多余的膨润土、处理剂的不溶部分等,无用固相除影响钻速和安全生产外，对汕气层也会造成损害，必须加以清除。1.3钻井液完井液性能及工程措施对油气层的损害

5、压差、浸泡时间和钻井液完井液的滤失量、造壁性、膨润土含量、pH值等,都直接影响油气层的损害。2保护油气层对钻井液的要求2.1钻井液密度可调,满足不同压力油气层近平衡压力钻井的需要我国油气层压力系数从0.4到2.87,部分低压、低渗、岩石坚固的油气层,需采用负压差钻进来减少对油气层的损害，因而必须研宂出从空气到密度为3.0g/cm3的不同类型钻井液才能满足各种需要。2.2钻井液中固相颗粒与油气层渗流通道匹配2.3钻井液必须与油气层岩石相配伍(1)对于屮、强水敏性油气层应采用不引起粘土水化膨胀的强抑

6、制性钻井液。(2)对于盐敏性汕气层，钻井液的矿化度应控制在两个临界矿化度之间。(3)对于碱敏性油气层，钻井液的pH值应尽可能控制在7-8;如需调控pH值,最好不用烧碱作为碱度控制剂，可用其它种类的、对油气层损害程度低的碱度控制剂(4)对于非酸敏油气层，可选用酸溶处理剂或暂堵剂。(5)对于速敏性汕气层，应尽量降低压差和严防井漏。(6)采用油基或油包水钻井液、水油钻井液时，最好选用非离子型乳化剂，以免发生润湿反转等。2.4钻井液滤液组分必须与油气层中流体相配伍,确定钻井液配方时,应考虑以下因素(1)

7、滤液中所含的无机离子和处理剂不与地层中流体发生沉淀反应。(2)滤液与地层屮流体不发生乳化堵塞作用。(3)滤液表面张力低，以防发生水锁作用。(4)滤液中所含细菌在油气层所处环境中不会繁殖牛.长。2.5钻井液的组分与性能都能满足保护油气层的需要(1)所用各种处理剂对油气层渗透率影响小。(2)尽可能降低钻井液处于各种状态下的滤失量及泥饼渗透率，改善流变性，降低当量钻井液密度和起下管柱或开泵吋的激动压力。(3)钻井液的组分还必须有效地控制处于多套压力层系裸眼井段中的油气层可能发生的损害。3各钻井完井液技

8、术优缺点及适用性油气层保护技术是一项系统工程，涉及地质、钻井、钻井液、固井、完井等专业和部门。为了达到减少对油气层的损害的B的，我国己经形成三类十一种用于钻开油气层的钻井液。3.1水基钻井液(1)无固相清洁盐水钻井液其密度靠加入不同数量和种类的盐进行调节，其密度范围为1.0〜2.3g/cm3o它仅适用于套管下至油气层顶部，油气层为单一压力体系的裂缝性油层或强水敏汕层。但该种类由于种种原因，在我国很少用作钻井液，只在解孔液与压井液中较为广泛使用。(2)水气油钻井液①组分：油、水、水相增粘剂、交辅乳