大位移井钻井液技术难点

2023-03-01

在石油钻井中, 一般把水垂比大于2的井定义为大位移井。在油田开采工作中, 大位移井的使用能够有效的提高油气采集率, 从而在降低开采成本投入的基础上, 实现油田企业所追求的社会效益与经济效益, 进而提升油田的在市场竞争中的优势。正是基于大位移井技术所具备的优势特点, 使其在油田开采中得以广泛的应用, 而大位移井中钻井液技术是大位移井产生效益的根本所在, 因此, 针对钻井液的关键技术展开研究, 解决关键技术中的重难点, 从而实现大位移井在边际油田开采中的经济效益与社会效益。

1 大位移井的钻具摩阻扭矩技术问题

这一技术问题是当前大位移井所面临的关键性技术问题, 管柱的摩阻扭矩问题影响到了大位移井的最大延伸范围, 也就决定了大位移井实际的采油面积与采油量, 进而关系到了石油开采的实际经济效益。通常情况下, 解决这一问题的核心在于钻井液的润滑性能, 一般采用如下方法解决这一问题:

1.1 结合自身的实际需求采用合适的钻井液类型

当前, 对于大位移钻井来讲, 能够适用其的钻井液大致有如下几种:油基钻井液、水基钻井液以及合成基钻井液。如何选择适用于大位移钻井的钻井液, 就需要结合自身的实际状况了。针对关注摩阻扭矩这一技术问题, 大位移钻井一般采用合成基或者是油基这两种钻井液, 其中的油基钻井液因为是采用原油或者是柴油作为基础油, 而这两种油的使用与当前环保毒性指标的相关规定不符, 并且其所需要的成本也相对较高, 所以国外研制出以白油为基础油的低毒环保油基钻井液, 此类型的油基能够凭借自身的特点实满足了大位移井的在实际开采作业中的需求[1]。合成基钻井液与油基钻井液相比, 要具备更高的性价比, 并且能够更好的满足环保低毒的要求。水基钻井液的出现不仅更大程度的满足了大位移钻井在作业过程中所要遵循的环保要求, 还降低了作业成本, 提高了经济效益, 并且在作业现场的处理工作上也极为方便。当前水基钻井液已得到了成功的使用与推广, 并在解决管柱摩阻扭矩技术问题的基础上, 提高了石油开采的经济效益。

1.2 润滑剂的合理选择

在大位移钻井实际运行的过程中, 各种摩擦的产生需要合理选择润滑剂, 以提高钻井液的润滑度, 进而将摩擦降至最小。如果使用的是油基钻井液, 那么润滑剂的“用武之地”并不大, 其原因在于真正影响因素是油基钻井液的油水比例, 所以, 此种钻井液下降低摩擦需要通过调整油水比来实现。在油基钻井液或者水基钻井液中加入塑料球或者是石墨这些惰性强的固定润滑剂, 既可降低摩擦。而当前, 在润滑剂的选择上, 最主要的方式还是通过自主研发, 结合所需来提高润滑剂的功效, 这是当前我国相关行业所应紧抓的方向[2]。

2 大位移井井眼清洁技术问题

在大位移井中, 井眼的清洁技术问题至关重要, 只有做好井眼的清洁工作, 才能有效的降低摩阻扭矩, 进而在清除井眼杂物的基础上, 确保大位移井的正常运转。

2.1 钻井液流变性能

相关研究表明, 基于相同流变性能下的油基或者水基钻井液, 其对于井眼的净化功能大体上是相同的。因此, 调整好钻井液的流变性能至关重要。当钻井液环空返速一定时, 需要对钻井液的流型进行科学的调整, 并要确定合适的流变参数, 二者是净化井眼的关键技术的核心所在。对于大位移井来说, 不论钻井液处于紊流层还是平流层, 钻井液的粘度越高, 其携岩的能力就会随之被弱化, 进而井眼净化的效果也就越差。在此过程中, 需要注意的是要提高钻井液的临界返速, 以避免形成岩屑堆积和粘附卡钻的现象。

2.2 以提升钻井液携岩能力来完善对井眼的净化

基于当前在解决钻井液流变性能的过程中尚未有技术能够完全实现对岩屑下沉问题的解决, 所以可以通过提升钻井液携岩能力来加以进一步完善。通常在净化井眼的过程中可以选择如下技术:弱凝胶技术、特殊清岩流体技术、泡沫流体技术、气体浮选技术。并可在大位移井钻进或者循环过程中, 适当的泵重稀塞来清洁井眼。

3 大位移井井壁稳定技术问题

此问题是大位移井技术的一大关键问题之一。基于钻井液技术角度, 这一技术的核心问题是钻井液与地层流体间水动力压差和化学势差, 通常的解决办法如下:第一, 可以采用固封井壁的办法或者是提高泥岩层膜效率, 这样就能够在阻挡压力传递的基础上, 实现井壁的稳定;第二, 通过抑制泥页岩水化膨胀, 以实现对钻井液水活度的降低, 进而就实现了对滤液入侵的阻挡并能够降低压力传递所带来的负面影响, 从而实现井壁的稳定;第三, 可以通过对钻井液密度的的有效调整, 从而以力学的原理来实现井壁的稳定[3]。