钻井液的化学性能对井壁稳定性的影响研究

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1、第45卷第3期当代化工Vo]．45．NO．32016年3月ContemporaryChemicalIndustryMarch，2016钻井液的化学性能对井壁稳定性的影响研究冯天源，荣继光，佟乐，段梦宇，隋顾磊(辽宁石油化工大学石油天然气工程学院石油工程，辽宁抚顺113001)摘要：由于井壁垮塌、缩颈和地层破裂等井壁失稳现象所造成的卡钻憋钻、井漏井喷和钻井液大量漏失等问题会延误油气资源勘探和开发的速度，还会为石油行业带来巨大的经济损失。钻井液的化学性能会影响井壁稳定性。针对井壁失稳的类型，从钻井液所含化学物质的种类及含量，钻井液化学

2、势，钻井液pH值三方面的化学性能对井壁稳定性的影响机理进行了研究和分析，对于解决井壁失稳问题、减少经济损失具有实际的指导意义。关键词：化学性能；钻井液；井壁稳定；无机盐；化学势；pH中图分类号：TE357文献标识码：A文章编号：1671—0460(2016)03—0447—02StudyonInfluenceofDrillingFluidChemicalCharacteristicsonWellWallStabilityFENGTian-yuan，RONGJi-guang，TONGLe，DUANMeng-yu，SUIGu一f，(L

3、iaoningShihuaUniversity,LiaoningFushun113001，China)Abstract"Theboreholeinstabilityincludingwell’scollapse．decreaseofwellsizeandgeologicalformationcrackingcandelaytheexplorationanddevelopmentofoilandgas．ChemicalcharacteristicsofdrillingfluidCalaffectthewellwallsteadvIn

4、thispape~influencemechanismofdrillingfluidchemicalcharacteristicsincludingtypeandcontent．chemicalpotentia1andPHonthewellwallsteadywasanalyzed．whichhasactualguidingsignificanceforsolvingwellwallunsteadyproblemanddecreasingeconomiclosses．Kevwords：Chemicalcharacteristic；

5、Drillingfluid；WlJwallsteady；Inorganicsalt；Chemica1potential；PH井壁失稳问题一直是石油工业中一个复杂的世(4)造成井径扩大，垮塌物悬浮在井径较大界性难题，其主要表现为井壁垮塌、缩径、井眼扩井段内难以返出，一旦停泵会使岩屑下沉，进而埋大、地层破裂、电测遇阻、固井质量低下等。这些填钻具导致蹩泵卡钻。工程问题会延误油气资源勘探和开发的速度，甚至1．2缩径现象及危害造成现场人员伤亡。井壁失稳每年约给全球石油行在钻井过程中，所钻过井段井径小于钻头直径业带来高达lO亿美元的损失，因此

6、解决井壁失稳的现象称为缩颈现象。缩径现象会导致蹩钻、转盘问题具有重要意义。本文针对钻井液的化学性能对负荷增大甚至无法转动而卡钻的情况。缩径严重时，井壁稳定性的影响进行了研究。甚至可使井眼闭合，在胜利油田和新疆钻过含盐软泥岩层时均出现过此现象。l井壁稳定性类型分析1．3地层破裂现象及危害石油行业将钻井或完井过程中井壁垮塌、缩径、当钻井液液柱压力大于地层破裂压力时，会压地层破裂等问题统称为井壁失稳。因井壁失稳造成裂地层，导致钻井液大量漏失，使液柱压力迅速下的现象和危害主要有以下几种-z：降，极易造成上部易垮塌井段因井壁失去支撑力而1．

7、1井壁垮塌现象的危害垮塌，下部井段由于液柱压力的下降而导致井喷等(1)产生的大量大小不均的岩屑会混入钻井较为复杂的井下事故。液，造成钻井液性能恶化。2钻井液化学性能对井壁稳定性影响(2)井壁垮塌使泵压难以保持稳定，进而导致的蹩泵情况，会造成蹩坏地面设备，甚至蹩漏地分析层，使钻井液的大量漏失的后果。2．1化学物质对井壁稳定性的影响，(3)扭矩增大，频繁蹩钻卡钻，划眼困难，2．1．1盐类的影响严重时甚至扭断钻柱，造成井下钻具事故。(1)硅酸盐：硅酸盐可以在地层孔隙中形成收稿日期：2015-12—2O作者简介：冯天源(1995一)，男，

8、辽宁铁岭人，研究方向：石油工程。E-mail：719897376@qq．corn。化工2016年3月三维凝胶结构和不溶沉淀物，可以堵塞井壁处岩石水溶性聚合物具有合适的分子结构和较强的线孔隙和微裂缝，阻止滤液进入地层，并减少压力穿性展开能力，能够使粘