页岩气水平井钻井液技术的难点及其选用原则

魏 泉，裴 成，童世全

（西部钻探准东钻井公司，新疆阜康 831500）

页岩气水平井钻井液技术的难点及其选用原则

魏 泉，裴 成，童世全

（西部钻探准东钻井公司，新疆阜康 831500）

我国科学技术的不断发展，页岩气成为当下非常重要的潜在能源，尽管其存在的形态多种多样，但是在主体的形式上其性质应该是一种天然气，以甲烷的方式存在。在对页岩气的利用过程中，其以高效、清洁的优势深受人们的喜爱，同时气层又和常规的能源之间有着一些差异，这些差异的存在对气流阻力和渗透率都有影响，所以也给开发的过程一些难度。

页岩气；水平井钻井液技术；难点；原则

伴随着社会的不断发展，人们对页岩气需求量增大，当前我国的页岩气开发和利用过程得到了较大的重视。在新能源的获取和研究工作中，我国相关工作人员也不断开发新项目，以促进经济的发展和人们生活水平的提高。

1 页岩气水平井钻井液技术的难点

1.1 关于井壁稳定性的难点

关于井壁的稳定性，通常都与井眼对页岩的稳定性有关，在有裂缝的地方，或是薄弱层还有底层，页岩就会与钻井实现结合的形式，逐渐形成对页岩强度以及空隙之间压力的改变，最终降低其稳定性。如果出现的不稳定情况是因为孔隙的压力所导致，那么在相互的作用形式下，还会对其膨胀力和水化应力产生影响。在出现了滤液以后，水变化状态下出现膨胀和张力增加的情况，对拉伸产生影响。如果没有出现膨胀的情况，那么对应的张力就会相对减小，对局部的收缩情况和稳定性都会产生影响。如果页岩具备了渗透的性质，就会直接渗入到滤液当中，确保了钻井液的压力以及孔隙的压力平衡性，实现原有的支撑效果[1]。另外，水化应力在表现形式上还具备一定的排斥性，对空隙之间压力的增加有一定的张力形式作用，所以一旦其发展到一定程度，就能降低黏结颗粒的作用，还有较大的不稳定情况。针对一些质量较为低下的层胶结或层理发育的水敏性页岩，经过滤液浸入以后，还会使得胶结性遭到破坏，如果这种存在于裂缝当中，本身对力学的平衡性还产生破坏，那么就会使得岩石出现破碎等问题。

1.2 高扭矩与高摩擦的难点

通常情况下，浅层大位移水平在定向造斜率上都会形成比较高的形式，如果钻井形式在斜井处实施，定向期间就会出现井壁小台阶等问题，等级较大的数值产生直接的影响，进而导致键槽情况的出现。如果水平井段需要实施钻井，那么定向过程中井壁就会出现较大的摩擦力，因此在进行钻井的时间内，工作人员要尽可能选择更具润滑性质的钻井液，另外还要考虑到水平井段处长，以及井眼曲折率大、摩擦效果也更大的因素，下套管的过程中也应考虑到黏卡等问题，因此实施水平技术时就必须确保更高的实施要求。

1.3 清除岩屑方面的难点

在水平井造斜段进行实施的过程中，通常井斜会出现很大的变化，对井眼的处理产生一定的影响，另外水平井水平段中，岩屑重力与页岩塔都会有一些直接受影响的问题使得井眼不够清洁，尤其是小井眼泵压较高、空间小等原因，又导致排量受到限制。那么在进行施工时就会出现岩屑床的情况，使得摩擦力与扭矩大大提高。在这种情况下，工作人员就要加大清砂能力，提高钻井液的流变性。针对地层的情况，确保钻井井壁和钻井液得到稳定保障的基础上，面对破碎或膨胀问题就要尽可能降低井漏、卡钻和坍塌情况的发生率，多从润滑剂性能方面考虑。

2 页岩气水平井钻井液技术的应用原则

应用页岩气水平钻井技术的过程中，除了如上所述的利用较强的能够抑制的水基钻井液以外，还需要对钻井液和油基钻井的液合成利用，以确保防卡和稳定的效果。期间要注意到润滑的情况，确保井眼清洁的效果。而在利用水基实施钻井液的过程中，更是要保障井壁的稳定性，那么工作人员要在封堵和抑制能力上进行改善。比如抑制形态，页岩稳定性的实现必须降低钻井液中具流水力，任何形式的页岩，都要确保封堵与较高黏稠度得以维持，进而实现页岩渗透度的降低目的。再比如针对一些渗透率较低的页岩，就需要降低水力流动，充分利用一些活度低的钻井液在渗透回流上实现。在实施页岩气水平钻井的过程中，要实现良好性能的应用，就要确保内部摩擦阻值的降低，并增加保护层，确保很强的润滑。具体施工期间，工作人员就要采用无粘土进行抑制，根据实际的润滑效果以及抑制性能，应用具有如硅酸盐、甲基葡萄糖的化学元素钻井液。另外，为了更好地防止钻井液入侵，还可以使用油基钻井液，一定程度上产生毛细管的巨大压力，于是具备防卡与润滑剂作用，提高井壁稳定性。在国外，页岩气实施过程通过对油基钻井液的利用，我国则对页岩气的应用处于不断开发与研究的过程，合成钻井液形式的应用比较成熟，但实际应用却存在一些不稳定和漏失现象，工作人员需要根据层理在底层的各种因素去分析和判断，预防出现封堵的情况。

3 结束语

综上所述，水平井技术是页岩气实施开发过程中最重要的技术，因其本身的特征属于一种天然裂缝与层理形式，很容易破碎，因此在应用这种技术时，工作人员必须针对其中存在的一些难点和重点进行分析，通过总结选用原则落实实施，不断促进这项技术的高效应用和发展。

[1] 唐安双.页岩气水平井钻井技术研究与应用[D].西安：西安石油大学，2013.

D i f f i c u l t i e s i n D r i l l i n g F l u i d T e c h n o l o g y o f S h a l e G a s H o r i z o n t a l We l l a n d I t s S e l e c t i o n P r i n c i p l e

Wei Quan，Pei Cheng，Tong Shi-quan

The continuous development of science and technology in China，shale gas has become a very important potential energy，although its existence in a variety of forms，but in the form of the main form of its nature should be a natural gas，the existence of methane and the formation of The In the process of using shale gas，it is well

by people with high eff i ciency and cleanliness，and there are some differences between gas and conventional energy.The presence of these differences has an impact on airf l ow resistance and permeability，So it is also some diff i culty in the development process.

shale gas；horizontal well drilling fl uid technology；diff i culty；principle

TE254

A

1003-6490（2017）08-0248-01

2017-06-06

魏泉（1973—），男，新疆克拉玛依人，工程师，主要从事钻井液技术管理工作。