小井眼钻井液技术研究与应用

武海燕 鲁晓芳

中国石油西部钻探玉门钻井 公司 甘肃省 酒泉市 新城区 735200

摘要：本文以玉田某大型油田为研究对象，研究了硝烟钻井液的相关技术。首先介绍了玉田4油井的基本情况，然后从钻井液的选择、性能分析等方面介绍了钻井液在提升采油效率降低采油成本等方面的技术，最后通过实际应用验证，此钻井液大幅提升了产油率。

关键词：小井眼；钻井液；性能

1 引言

随着自然资源尤其是石油资源的日益枯竭，石油资源的分布也逐步向深层次发展。如何解决深层次油藏资源的开采过程中，硬脆易塌易掉地层等问题是摆在油藏开采人员面前的主要难点之一^[1]。本文以甘肃玉门某深井油田开采为研究对象，研究了小井眼钻井液技术，通过此技术的应用，提升了油藏资源的开采效率，取得了很好的经济效益^[2]。

2 基本情况及方案介绍

2.1 开采方案

由于油藏资源位于深井，其位置大多在4.5-6千米之间，开采目的层为白垩系下沟组，地质特点硬脆且易出现塌陷。开采过程中，在原有直径为177.8mm的套管内，采用直径为149.2的钻头进行开窗侧钻或者加深钻井，以便节省开采成本，优化井网的分布，提升了开采效率。

2.2钻井液选择

本文采用有机硅醇-正电胶-阳离子作为钻井液，在开采过程中的润滑性、抗盐性、防塌陷性、抗高温性以及油层的保护方面，成功完成了4个深井油藏资源的开采，效果良好，经济效益较佳。

3 钻井液的性能分析

3.1 防塌陷性能

钻井液的密度是体现钻井液防塌陷性能的主要指标之一，然而密度的选择要基于地质层的压力系数选择^[3-4]。本文根据底层的实际压力系数选择了合适的钻井液密度，有效的预防了井壁的塌陷。

钻井液混合SD202（多功能抗高温防塌降黏降滤失剂）、SD301（强抑制性聚合醇防塌剂）、YGC（配合使用有机硅醇井壁稳定剂），配以以改良羧甲基酚醛树脂，增强了钻井的防塌性能，提升了井壁的稳定性和抗温性。

另外，在钻井液中根据储油层的特点，加入直径不同的碳酸钙粒子，将其与气层保护剂、硫化沥青、成膜剂三种液体混合，既可在泥岩井段防塌，也可在砂岩井段防止压差对钻头造成卡顿，同时可保护油层。

3.2 抑制性能

首先采用加入各类抑制剂的方式，抑制岩层中各类岩石的剥落，稳定岩层的结构。例如，NW-1和CHM胶液是钻井良好的抑制剂，开采过程中将两种胶液加入钻井液中。同时使用阳离子乳化沥青YRF-1，此液体一方面可以降低开采过程中的失水现象，增加过滤饼的润滑性能。KCL和K-HPAN是良好的一直矿物页岩曾剥落的抑制剂，在玉门油田开采过程中也将钻井液中加入了以上两种试剂。

另外，开采过程中充分发挥Ca离子的填充作用，将清水滴虫在生石灰中，使钙离子的量维持在300-400g/L，此举即保证了钻井液的灵动性能，也提升了岩壁的稳定性。

3.3 流变性能

钻井液的流动性能是衡量钻井液指标的关键标准，若钻井液有良好的流动性可以将钻屑及时排出，减少钻屑的堆积，同时增加开采过程中的润滑性能。本油田在开采过程中，使用MMH、水、黏土混合形成复合体。混合液中当MMH含量升高时，其动切力随之飞速上升，但其塑性粘度并不好。此混合液，若剪切速率低，其协和悬砂性能较好，净化能力强；在高速剪切速率下，其粘度低，会对钻速起到提升作用。另外，此混合液还具有耐高温、耐腐蚀、抗污染等特点。

钻井液的流动性可以采用增加碱液的方式进行，本油田在开采过程中采用增加FCLS和SMT两种碱液的方式，很好的起到了增加钻井液的流动性，又起到了良好的封堵开采井壁的效果。另外，将钻井液中加入红矾，既增加了钻井液的抗高温性能，又提升了钻井液的使用寿命。

3.4 润滑性能

小井眼施工过程中，由于钻头的尺寸较小，其柔性高，使得钻头易和钻井壁粘附，因此钻井液的润滑性能显得尤为重要，润滑性能增加，可以减小摩擦阻力，防止发生粘附现象。另外还会防止井温升高，引发安全事故。

RH-3和有机硅、阳离子乳化沥青的结合，可有效提升钻井液的润滑性。当井的质量较差时，对钻井液的润滑性能便提出了很高要求，此时可采用原有和乳化剂结合的方式进行。另外，将钻井液中混入RH-4液体，可有效提升钻井液的表面张力，降低钻屑在钻头上的粘附概率，进而提升其润滑性能。

4 固相控制

固相控制是在深井油藏资源开采过程中，需要重点关注的指标之一。因为在施工过程中，较底的固相可有效防止粘连和流变。考虑到钻头的柔性，一旦加压钻具和岩壁之间便会发生啮合，此时钻具便会和井壁相互粘附。当固相含量较高是，尤其在滤饼存在时，钻头非常容易被吸附，从而发生卡钻现象，从而造成摩擦阻力增大。抗拉强度差的钻头，在遇到上述情况时，便会发生断钻现象。但由于井深且密度高，较高的固相是必然的，为此如何充分发挥固相控制设备的租用，同时保证钻井液的及时净化，将钻井液的低闰土含量维持在35g/L一下，预防钻井的风险，是保证井下安全的重中之重。

5 应用效果分析

本文以玉门油田4个深井石油开采为研究对象，在开采过程中采用该技术，取得了良好的效果。具体钻井液如下表所示：

表 1 钻井液详细组成表

经过实际应用可知，采用此种方式在岩心渗透率恢复方面有很大改善，其值可达到90%。和玉门区域其他油田相比，4个油井产由率可提升40%。

在方塌陷和润滑性方面，4个油井均未发生塌陷情况。尤其对于3号油井，其自身井身的质量较差，在已经呈S型井眼的情况下，电测、固井等均一次成功，并未发生任何安全事故。

6 结论

通过该钻井液的使用，引起具有良好的防塔下功能和润滑功能，可很好的保证油井壁的稳定性，可显著降低安全事故的发生，降低采油成本，同时可提高油的产量。

但需要注意的是，当采油深度达到5400米后，钻井液的温度高于185℃时，其流动性开始变差，尽管采用红矾加入法克有效改善其流动性，但是因环保效果差，仍需要研究耐高温的钻井液。

为最大限度的降低深钻采油成本，同时提升采油效率，需对井壁稳定的相关机理进行持续研究，提升钻井液的使用技术。同时，由于钻井眼较小，钻头的质量轻，钻压过程中速度较慢，需要开发此种情况下更加安全快速的钻井设备。

7 参考文献

[1] 赵海建, 石磊, 付琳. 渤中34-5区块深层小井眼钻井液体系优选[J]. 精细石油化工进展, 2019(12):45-48.

[2] 王信, 张民立, 庄伟,等. 高密度水基钻井液在小井眼水平井中的应用[J]. 钻井液与完井液, 2019, 36(01):70-74.

[3] 侯学军, 金锐, 宋洪奇,等. 基于赫—巴模型的微小井眼钻井连续油管内钻井液流阻计算分析[J]. 天然气工业, 2019.

[4] 王浩, 陈再鹏, 朱轩禄. 苏西区块小井眼井优快钻井技术研究[J]. 化工管理, 2019, 000(001):214.