高性能水基钻井液应用研究

李茂（大港油田石油工程研究院，天津 300280）

高性能水基钻井液应用研究

李茂（大港油田石油工程研究院，天津 300280）

为了能够提高机械钻井速度，高性能水基钻井液的研制与应用能够切实满足钻井、完井施工需求，提高钻井、完井工作质量的同时，还确保了井壁的稳定性，避免对地质土层造成破坏。为了能够更好的应用高性能水基钻井液，应当加大对高性能水基钻井液特点的研究。本文通过对高性能水基钻井液的特点进行分析，加深对其应用的研究。

高性能水基钻井液；钻井施工；特点及应用分析

近年来，为了能够在保护生态环境基础之上，提高钻井质量与井壁稳定性，加大了对高性能水基钻井液的研究力度[1]。在传统的钻井液中，通常会出现钻井液润滑性不足、抑制泥页岩水化等缺陷，不利于施工作用安全，容易破坏环境。而高性能水基钻井液则可以改善这一问题，代替传统钻井液进行施工。

1 高性能水基钻井液的特点分析

1.1 高性能水基钻井液具有抑制性强特点

根据对比调查不难发现，在不同的钻井液类型中，高性能水基钻井液的回收率高达100%，水化率有4.2%，线性膨胀率指标有11.3%；而聚合物钻井液的回收率有97.6%，水化率有17.6%，线性膨胀率指标有23%；油基钻井液的回收率为100%，水化率和线性膨胀率分别为-3.0%和12.8%。由此可见，高性能水基钻井液在对页岩抑制性指标中，与油基钻井液类似，但明显高于聚合物钻井液。高性能水基钻井液具有抑制性特点，能够极大程度减少井下发生意外情况的可能性。

1.2 高性能水基钻井液具有机械钻速高的特点

利用普通性能的水基钻井液钻井过程中，容易出现钻头泥包现象，导致钻井机械的速度明显减慢，拉长了钻井、完井施工时间。而高性能水基钻井液中添加了高效防泥包剂。当钻井液中添加了高效防泥包剂后，能够在岩石以及金属表面上出现一层油膜，通过该油膜可以让金属或者岩石表面与钻头表面的润滑性更强，避免在钻井过程中出现泥土聚集、粘附等不良现象，影响机械的钻井速度[2]。除此之外，高性能水基钻井液在钻井时，通常会选择PDC钻头进行钻井，能够进一步提高钻速，节省钻井所用时间。

1.3 高性能水基钻井液具有保护环境特点

在高性能水基钻井液中添加了环保型处理剂，避免对生态环境造成影响。当添加了环保处理剂后，钻井液、钻屑均能够直接进行排放，不用担心会对生态环境造成不良影响。不用对钻井液、钻屑进行专门处理，可以节省处理费用，为钻井工程节省部分成本。

2 对高性能水基钻井液的应用分析

2.1 在储层严重枯竭情况下的应用

当油田呈现储层严重枯竭状况，需要钻一口深气井时，会遇到较多困难。利用普通的水基钻井液进行钻井工作时，容易出现卡钻、层壁出现问题等多种事故类型，阻碍钻井工作的顺利开展，拖延施工工期。此时，选择高性能水基钻井液进行施工，可以在高性能水基钻井液中添加可变形聚合物封堵剂以及少量常规暂堵剂。在高性能水基钻井液中增加这两种添加剂能够显著降低钻井事故，提高井壁的稳定性，顺利完成钻井工作，在计划工期内完成施工任务，避免造成施工企业的损失。

2.2 在硬脆性页岩地质中的应用

当开展钻井工作时，钻井项目区域的地质情况直接影响钻井工作的难易程度。当处于硬脆性且伴随微裂缝页岩地质情况进行钻井时，使用普通钻井液进行钻井，很容易在钻井过程中出现地层垮塌现象，发生重大事故。采用高性能水基钻井液能够能够利用抑制性特点稳定土层，同时也可以让活性膨胀性页岩更加稳定。对于地质页岩伴有微裂缝的区域而言，高性能水基钻井液也能够避免微裂缝页岩出现坍塌问题，能够提高钻井施工的安全性[3]。

2.3 高性能水基钻井液在海上钻井的应用

普通的水基钻井液在海上平台进行钻井操作时，可操作性较差，施工瓶颈较高不能满足施工质量要求，为了能够获得更好的施工效果，可以选择高性能水基钻井液进行海上钻井施工。高性能水基钻井液的应用，可以解决海上钻井操作的不便，显著提升可操作性，确保钻井施工能够按照施工计划进度与质量要求完成钻井工作。

3 结语

近年来，高性能水基钻井液的应用范围越来越广，钻井施工单位开始重视该种施工方法的优势。在选择高性能水基钻井液后，可以利用它的抑制性、提高机械钻速、减少钻头泥包以及能够保护环境等特点，提高钻井施工效率，确保施工进度与质量。除此之外，在选择高性能水基钻井液钻井时，需要根据钻井项目区域的土质选择不同作用的添加剂。当遇到硬脆性地质时，应当选择高性能水基钻井液来稳定页岩的活性膨胀性，避免在钻井过程中出现井壁坍塌现象；当钻井项目地质土层粘聚性较高，容易造成钻头泥包现象，导致钻井施工速度明显下降时，需要在高性能水基钻井液中选择添加高效防泥包剂，避免钻头出现泥包现象，大大节省钻井时间。为了达到环保施工，降低处理钻屑等施工垃圾的后期处理成本，可以在高性能水基钻井液中添加各种环保处理剂，在施工完毕后可以选择直接排放，无需进行再次处理[4]。高性能水基钻井液是一种优质钻井应用方法，值得推广。

[1]侯杰,刘永贵,李海.高性能水基钻井液在大庆油田致密油藏水平井中的应用[J].石油钻探技术,2015,04（15）:59-65.

[2]钟汉毅,邱正松,黄维安,李海斌,毛惠.聚胺高性能水基钻井液特性评价及应用[J].科学技术与工程,2013,10（21）:2803-2807.

[3]龙大清,樊相生,王昆,范建国,罗人文.应用于中国页岩气水平井的高性能水基钻井液[J].钻井液与完井液,2016,01（16）: 17-21.

[4]刘焕玉,梁传北,钟德华,李惠珍,王建华,孙金声.高性能水基钻井液在洪69井的应用[J].钻井液与完井液,2011,02（08）: 87-88.