水平井钻井过程中钻井液污染油层特点及保护对策研究

伴随科学技术的飞速发展，水平井技术在油田开采中得到广泛应用，从根本上将油田开采效率做到切实有效提升，也将企业所应获得的经济效益与社会效益同步扩大，为企业整体竞争实力增强夯实牢固基础。但水平井技术的应用与直井有明显不同，长井段需要放置于油层中，有极大可能给油层带来不同程度污染。为将水平井技术应用价值充分发挥，必须将油层污染问题有效解决，从而为油田开采质量与开采效率进一步提升带来有力推动。可见，对水平井钻井过程中钻井液污染油层特点及保护措施的探讨是十分必要的，具有一定现实意义。

1 水平井钻井过程中油层污染主要特点

1.1 接触时间较长

在水平井钻井作业过程中，油层钻穿长度远超直井长度，油层位置会出现较长的水平段。在此前提下，油层钻进需要大量时间，使得钻井液与油层之间的接触时间将随之延长，从而使污染油层的整体几率增加。可见，油层与钻井液实际的接触时间与污染可能性成正比关系。

1.2 产油段压差低

水平井井段所具有的单位产油段压差相对较低，一般低于直井井段。因此，在具体施工作业环节，虽然能够通过反排清除方式减少固相侵入带来的影响，但整体反排清除效果下降，无法将固相或者液体全部带出地面，留下裂缝、孔眼堵塞等隐患。

1.3 污染位置与井筒平行

水平井钻井作业污染油层的位置比较特殊，与直井相比，存在较大差异。正常来讲，在直井中的污染位置往往与油层之间保持着一种稳定的直角关系。在水平井技术应用中，水平井不会与油层形成直角关系，而是与油层位置保持平行。

1.4 钻穿油层压差较大

在钻穿油气层这一环节，压差出现并大于直井钻井。由于油层内孔隙压力固定，钻井液流动有可能受到较大阻力，同时这种阻力也在持续增加，所产生的压力无处释放，所以将给油层带来影响，直接作用于油层，加剧油层伤害程度。

2 水平井钻井过程中油层保护对策

2.1 明确钻井液体系

钻井液是钻井过程中能够满足钻井工作需要且具有多功能的多种循环流体的总称，也可称其为钻井泥浆、泥浆。钻井液中包括各种添加剂和分散类介质，所以根据分散介质划分为多种类型，如，油基钻井液、水基钻井液、气体型钻井流体、聚合物泥浆等不同类型。具体而言， ① 聚合物类型泥浆，使用的是线型水溶性聚合物，将其视为处理剂的一种钻井液体系。该钻井液固相含量相对较低，同时亚微米颗粒整体比例小，可实现钻井速度有效提高，其流变性能也较好，表现为适宜的流变类型，具有极强的悬浮携带钻屑能力。在水平井钻井过程中，聚合物类型泥浆的使用可以减少对油层的损害与污染，因为其密度相对较低，能够满足平衡压力钻井需要，固相含量较少，避免固相过度侵入油层，发挥出一定的保护作用。 ② 水基泥浆，其中的主要分散介质为水，还包括粘土、不同化学处理剂与加重剂等组成部分，是溶胶悬浮体混合体系。 ③ 气体钻井流体，将空气视为钻井所需的循环流体，也可以使用天然气，通过气体压缩机完成压缩气体注入，通过高压气体自身的能量，将钻屑从井底位置带出，同时在带至地面后做到固、气分离。 ④ 油基类型泥浆，由水、油溶性化学处理剂、油和有机黏土等物质组成。该钻井液体系能抗高温，保证井壁稳定，对油层带来的损害极小。在不同类型的钻井作业中有广泛运用。 ⑤ 泡沫钻井液，是复合型钻井液，包括泡沫体与液体。该钻井液的使用可以有效保护油层，使其污染程度降低，具有保护油层的优势。在使用泡沫钻井液时，可以考虑对油层的保护需要，加入特殊成分，将泡沫所具有的稳定性极强，使得泡沫钻井液能够具有极强持久性与可靠性，如，添加表面活性剂或者气体稳定剂。工作人员还要优化泡沫体性质，如，密度与粘度，减少给油层带来的各种污染，也有利于油井开采储量的增加。

2.2 合理选择钻井液

针对水平井井段的钻井施工，必须考虑油层污染情况的减少，将伤害程度降至最低。为此，工作人员必须结合实际情况做好钻井液的合理选择，同时谨遵以下选择原则。 ① 所选择的钻井液必须带有稳定作用，能够保证井壁稳定，同时带有极强的润滑性能，结合水平井井段钻井的具体需要，注意钻井液能够出色地进行悬浮与稀释。 ② 在水平井钻井作业中，地层内部会形成相应的泥饼，其具有密度高的特点。与此同时，钻井液当中的固相与液体所具有的侵入能力下降，不会持续侵入油层。因此，钻井液内固体的尺寸选择必须严格，一般情况下要与地层孔隙尺寸相统一，要求所使用的钻井液与地层内的液体配伍性较高。 ③ 要求在钻井液使用过程中所形成的内泥饼，可以使用酸或者氧化物对内泥饼进行快速溶解，同时要求内泥饼具有易反排特点，保证在溶解后成功反排至地面位置。在具体排出过程中，要求控制好反排压力，如，根据水平井钻井作业需要，明确反排压力必须在 10psi 以内。在解除反排效果时，可以通过暂堵材料的使用来实现，保证油藏整体渗透率得到有效提升，最高可提升到 80% 。 ④ 在选择钻井液时，考虑钻井液实际构成元素，优先选择构成简单的钻井液，确保使用环节中钻井液的性质能够具有极强稳定性。 ⑤ 结合水平井钻井作业的经济性完成钻井液选择，还要求满足易操作需要。 ⑥ 考虑完井作业需要，做好钻井液类型合理选择。

2.3 采取油层保护措施

在解决油层污染问题时要结合具体污染原理和现有工艺技术，从以下几个方面入手做好油层保护， ① 在油层钻进时，采用油层专打方式，实施平衡压力，对钻进液进入油层的实际速度进行有效控制。 ② 考虑使用无固相优质钻井液体系，将固相侵入带来的油层损害有效避免。 ③ 优先选择优快钻井技术，借助该技术实现水平段钻进质量与效率同步提升，将钻井液与油层接触时间成功减少。 ④ 结合水平井钻井需要，配备固控设备，减钻井液当中存在的固相颗粒做到切实有效减少。 ⑤ 巧用暂堵技术，将钻井液进入地层的情况减少，起到一定保护作用。 ⑥ 在完井施工中，对滤饼处理技术做到合理选择，确保油层通道能够保持持续通畅。在上述措施落实下，油层保护力度得以加大，能够成功减少钻井液给油层带来的各种污染问题，从根本上将水平井整体产量提升。

4 结束语：

综上所述，在新发展环境下，若想将水平井开采效率与开采质量做到进一步提升，必须从降低油层污染的角度入手，通过钻井液的科学选择与合理应用来降低油层污染程度。因此，在水平井钻井过程中，相关单位与技术人员要从多层面入手完善完井技术，减少钻井液中的固相与液体带来的影响，有效解决油层污染问题。

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