...钻井液是缺少粘度的淡水.pathfinder 公司所钻取的大位移排气-大位移...
李钟
【摘 要】针对大斜度大位移井钻井实际情况，分别对井壁稳定、润滑防卡、井眼净化、油气层保护等钻井液关键技术和大斜度大位移井钻井液技术国内外研究现状进行深入分析，并对其发展方向及趋势进行了预测，旨在为大斜度大位移井钻井液体系研发和工艺技术集成提供指导。
【关键词】大斜度大位移井；钻井液；技术；防塌；润滑
Discussion on Drilling Fluid Technology of High-Angle Well and Extended-Reach Well
LI Zhong
（Linpan Drilling Company，Sinopec Xinan Oilfield Service Corporation，Linyi Shandong 251500，China）
【Abstract】Aiming at the actual situation during drilling of high-angle well and extended-reach well，the key technologies of drilling fluid，such as wellbore stability，lubrication，hole cleaning and reservoir protection and research status at home and abroad of drilling technology in high-angle well and extended-reach well were deeply analyzed.And its development direction and trend were predicted，aiming to provide guidance for the development of drilling fluid system and technology integration for high-angle well and extended-reach well.
【Key words】High-angle well and extended-reach well；Drilling fluid；Technology；Anti-sloughing；Lubrication
从20世纪80年代开始，随着定向井和测井技术的发展，世界各石油公司为了提高勘探、开发综合经济效益，大斜度大位移井钻井规模呈现迅速发展趋势。大斜度井一般是指最大井斜角在60°～86°的定向井，大位移井一般指水垂比（水平位移与垂深之比）≥2，且测量井深>3000m的定向井或水平位移大于3000m的井。由于大斜度大位移井具有能大范围地控制含油面积、提高油气采收率、降低油田开发成本等优点，具有显著的经济、社会效益，所以此类井越来越成为目前开发边际油田的最有效手段之一，已在世界70多个国家得到了广泛应用[1]。钻井液作为钻井过程的血液，也就成为影响该类井成败的关键因素，是该类井钻井技术的核心部分。
1 大斜度大位移井钻井液关键技术
1）井壁稳定技术。石油天然气钻井中钻遇地层的75%以上是泥页岩地层，而由泥页岩引起的井眼不稳定问题超过了90%，井壁失稳一直是石油天然气钻井中的一个十分复杂的问题[2]；并且，随着井斜的增大，特别是在大斜度井段和水平段，井眼上侧井壁处于悬空状态，更易造成井眼的不稳定。因此，确保井壁稳定是大斜度大位移井施工成功的关键。
2）润滑防卡技术。大斜度大位移井由于井斜大、水平位移长，在钻井及其它作业中，钻具、测井仪器等与井壁的接触面积大，使得摩阻和扭矩增大，因此钻井液必须具有良好的润滑性能，防止托压现象和粘附卡钻事故的发生，确保钻井和完井作业的顺利进行。
3）井眼净化技术。在大斜度大位移井施工中，井斜角大于45°后，极易在井眼下井壁形成岩屑床，导致摩阻和扭矩增大，起下钻不畅甚至发生卡钻事故。因此，在大斜度大位移井钻进中，如何及时有效地将井底岩屑携带出来，保持井眼清洁，防止岩屑床的形成，也是能否顺利施工的关键。
4）油氣层保护技术。在大斜度大位移井钻进时往往与油气层的接触面积更大、浸泡时间更长，且外加压力直接作用于油气层，更易受到钻井液固相、滤液的深度侵入，造成孔喉、空隙的堵塞使储层渗透率严重下降。因此，油气层保护对后期开发施工至关重要。
2 大斜度大位移井钻井液技术国内外研究现状
目前，世界上难度大的大斜度大位移井钻井作业中多数采用油基钻井液和合成基钻井液，这是因为它们具有良好的润滑性能，其润滑系数比一般的水基钻井液低30%以上，而且它们均具有良好的页岩抑制能力，可以有效地防止井壁坍塌。例如，EXXOM公司选用了Versa-Clean低毒油基钻井液，成功钻成了最大井斜角为79°、水平位移为8220m的西江2-3-A14大位移井；StatOord油田使用合成基钻井液成功钻成了C02井，水平位移达7290m，且大部分井段是在70°～84°的井斜角下钻成的[3]。但油基钻井液和合成基钻井液存在成本高、环境污染和现场使用不便等问题，随着对环保要求的不断提高，以及低钻井成本和现场易处理的要求，使大斜度大位移井钻井作业在地质条件尚不十分复杂的前提下尽可能采用水基钻井液。
近些年来，随着水基钻井液技术水平的不断提高，国内外相继开发出了适用于大斜度大位移井钻井常用的水基钻井液体系，主要有：KCl/聚合物钻井液、硅基防塌钻井液、硅酸盐钻井液、聚合醇类钻井液、甲基葡萄糖甙、烷基糖苷钻井液、聚胺仿油基钻井液、铝胺高性能水基钻井液、无机盐（氯化钙）或有机盐（甲酸盐等）无粘土相钻井液等[4-7]。例如，铝胺高性能水基钻井液体系由于具有抑制性强、封堵能力强、润滑性好、机械钻速高、储层保护效果好、保护环境等特点，已在巴西、阿根廷、哥伦比亚、美国、澳大利亚、沙特阿拉伯等地进行了成功应用；紧接着国内山东大学的孙德军教授、中国石油大学（华东）的邱正松教授等也分别自主研发出核心主剂——胺基抑制剂，并形成了性能优良的铝胺水基钻井液体系，目前已在胜利油田、江苏油田、大港、新疆等地得到成功应用，取得了很好的效果。另外，胜利钻井工艺研究院合成了一种高效润滑剂BH-1，并结合胺基抑制剂等核心处理剂研发出了一套高效清洁钻井液体系，顺利钻成水平位移为3814.32m，位垂比为4.02的高平1井，该井是目前国内陆地上位垂比最大的大位移井[8]。但是总的来说，水基钻井液与油基、合成基钻井液相比，在润滑性方面仍有明显差距，至今使用水基钻井液作业的最大水平位移为4582m。
3 发展方向及趋势
水基钻井液的摩阻问题是制约其在大斜度大位移井钻井过程中应用程度的一个非常关键问题，因此，今后大斜度大位移井钻井的一个重要研究方向仍然在于进一步研制和优选出高效润滑剂，以及采用复合润滑技术等手段来改善水基钻井液的润滑防卡性能，以达到接近油基、合成基钻井液的润滑效果，以提高其作业能力。
大斜度大位移井钻井技术是一项实施难度极高的钻井技术，其涉及到的井壁稳定、润滑防卡、井眼净化、油气层保护等关键技术难点均与钻井液技术密切相关，但仅仅依靠优选出性能优异的钻井液体系是无法解决的。因此，除了需要形成集井壁稳定、润滑防卡、井眼净化、油气层保护于一体的钻井液工艺技术，今后还要形成集钻井液、钻井工艺、定向、测井、固井、完井、信息处理、软件开发、作业过程管理等一系列尖端技术于一体的配套工艺技术，只有具有这种全局性和系统性的技术思想，才能保证大斜度大位移井施工的顺利完成。因此，对于大斜度大位移井钻井技术的研究还任重道远，还有許多工作要做，值得我们所有石油科技工作者更加深入的研究。
【参考文献】
[1]李克向.国外大位移井钻井技术[M].北京：石油工业出版社，1998.
[2]沈建文，陈军斌，屈展.泥页岩井壁稳定研究及在临盘地区的应用[J].天然气工业，2006，26（7）：67-70.
[3]蔡利山，林永学，王文立，等.大位移井钻井液技术综述[J].钻井液与完井液， 2010，27（3）：1-13.
[4]张金波，鄢捷年.国外特殊工艺井钻井液技术新进展[J].油田化学，2003，20（3）：285-290.
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[6]王建华，鄢捷年，丁彤伟.高性能水基钻井液研究进展[J].钻井液与完井液， 2007，24（1）：71- 75.
[7]李涛.长水平段水平井钻井液技术研究[D].青岛：中国石油大学（华东），2010.
[8]赵金洲，韩来聚，唐志军.高平1井大位移水平井钻井设计与施工[J].石油钻探技术，2010，38（6）：29-32.
[责任编辑：田吉捷]
