欠平衡钻井施工过程中的钻井液的选择和使用

王帅

摘要：欠平衡钻井施工的优点是避免给储层造成伤害，保持欠平衡的钻井条件，提高石油钻探的效率，降低石油钻井施工的成本，属于清洁绿色的钻井工艺技术措施。钻井施工过程中，选择合适的钻井液，合理使用钻井液，通过钻井液的循环，冷却钻头，携带岩屑，保证钻井施工的顺利进行。结合钻探井筒的地质特征和钻井工艺技术措施，优选最佳的钻井液体系，避免对储层造成污染，达到绿色钻探施工的目标。

关键词：欠平衡钻井施工；钻井液；选择；使用

前言：

钻井液是用于钻井的流体，各种钻井工艺技术的实施，离不开钻井液的作用。在石油钻探 施工过程中，随着钻井液的循环，冷却钻头降低钻头的摩擦阻力，携带岩屑防止井筒发生卡钻事故。平衡地层压力，有效地防止井喷事故的发生。利用钻井液的循环，实现地质录井，获得井眼的第一手资料，为合理开采储层奠定了基础。

1欠平衡钻井施工过程中的钻井液的选择和使用

有效地控制钻井液的密度，通过钻井液柱产生的压力，平衡地层压力，防止井筒内发生溢流，提高钻井作业施工的安全性。如果钻井液的密度过小，不能很好地平衡地层压力容易引起井喷、井漏、卡钻事故。如果钻井液密度过大，就会压漏地层，造成储层的污染，给后续的油气开采带来危害。因此，有必要合理设计钻井液的压力，使其适应石油钻井工艺技术的要求，才能达到预期的钻井施工质量，缩短石油钻井周期，提高石油钻探的效率。

欠平衡钻井工艺技术的实施，属于一项新的石油钻探工艺技术，保持井筒的欠平衡条件，更好地完成石油钻探任务。

2欠平衡钻井施工过程中钻井液的选择

为了达到欠平衡钻井的施工条件，优选最佳的钻井液体系，使其满足欠平衡钻井的技术要求。欠平衡钻井液的类型较多，包括常规的钻井液体系、气体钻井液体系，雾化液体系、泡沫钻井液体系、充气钻井液体系等，依据欠平衡钻井施工的实际情况，优选最佳的钻井液，使其达到正常循环的状态，并保持欠平衡钻井的条件，不断提高欠平衡钻井的效率。

在欠平衡钻井系列中，实施气体钻井技术措施，选择空气、天然气或者氨气作为钻井液，密度控制在0～0.02g/cm3，也可以实施雾化钻井施工，将气体雾化后，进行循环，达到预期的石油钻探施工质量。泡沫钻井液钻井技术措施，应用稳定和不稳定泡沫钻井液，实施石油钻探施工，达到欠平衡的钻井条件，保持安全平稳钻进，更好地完成钻井施工任务。充气钻井液钻井，可以通过立管向钻井液中充填气体：空气、天然气、氮气等，是石油钻探施工现场最常用的一种欠平衡钻井方式。淡水或者卤水钻井液钻井，密度控制在1～1.30g/cm3，也可以应用油包水或者水包油型的钻井液钻井。针对常规钻井液进行欠平衡钻井的应用，可钻井液中加入密度减轻剂，保持井筒欠平衡的条件，实施欠平衡钻井施工。

3欠平衡钻井施工过程中钻井液的使用

在欠平衡钻井施工过程中，选择最佳的钻井液体系，才能达到欠平衡的钻井条件。钻井施工现场常用边喷边钻技术、泡沫钻井技术、环空气体注入的钻井技术以及将水作为欠平衡钻井的工作介质，降低石油钻井施工成本，提高石油钻探的经济效益。

油山钻井施工使用的钻井液大体上可以分为油基钻井液、水基钻井液和气体钻井液等类型。依据钻井施工技术措施的不同，选择最适合的钻井液体系，才能提高钻井施工的速度。如目前水平井钻井施工过程中，选择的是欠平衡钻井技术措施，优选的是气体钻井液，才能保证井筒的欠平衡条件，达到设计的钻井施工效率。

水基钻井液主要是以水作为基液，用豁土、化学处理剂以及加重剂为辅助的钻井液体系，具体可以分为淡水钻井液、盐水钻井液、混合乳化钻井液、聚合物钻井液等类型。如聚合物钻井液的应用，针对深井和超深井的钻探施工，选择和使用聚合物钻井液，提高钻探施工的效率，满足特殊井筒钻井施工的技术要求。

油基钻井液是将油作为分散介质，混合加重剂等化学药剂的钻井液体系。具体分为原油钻井液、乳化钻井液体系、油基钻井液，应用油井的钻探施工，减少储层的污染，达到最佳的钻探施工的效率。

气体型的钻井液以空气、氮气为主的钻井液体系，泡沫钻井液是其中的特例，将液体、气体及泡沫稳定剂

3.1气体钻井液的应用

应用欠平衡钻井技术措施，优选最佳的钻井液体系，能够减少对地层的伤害，消除钻井液进入到储层的压差，防止钻井液中的固相和液相进入到油层中。降低井筒的液柱压力，降低钻头的阻力，提高机械钻速。有效地避免发生井漏事故，基于欠平衡钻井液密度的选择，保持欠平衡的条件，达到安全钻探的效率。常规钻探施工过程中，由于正压差的作用，很容易在井壁上形成泥饼，发生卡钻的事故，而欠平衡钻井能够减少压差卡钻事故的发生几率，顺利完成钻井进尺。

应用气基流体的欠平衡钻井，钻井液使用空气、氮气、烟道气、天然气等，泡沫钻井及充气钻井等方式，保持欠平衡钻井的条件，达到预期的石油钻探效率。而水基流体作为钻井液的欠平衡钻井，使用的钻井液包括常规泥浆，加入减密度剂，降低钻井液的密度，才能满足欠平衡钻井的技术要求。

3.2液体钻井液的应用

应用液体钻井液，实施欠平衡钻井，允许更多的流体流入到井筒，从而返回到地面，防止更多的流体对储层造成污染。通过液体钻井液的循环，节约各种专用设备的使用，降低欠平衡钻井施工的成本。可以应用传统的动力钻具，只要保持井筒欠平衡的条件，使钻井液的压力略低于井下油层的压力，防止钻井液进入到油层中，而导致油层的污染，影响到后续油层的开采效率。确定合理的欠平衡钻井液的密度，应用油包水型或者水包油型的钻井液，通过降密度剂的应用，降低钻井液的密度，保持钻井液的正常循环，而减少对储层的伤害。通过调整井口的回压，控制钻井液的密度，防止钻井液产生更高的压差，而影响到储层的安全。

合理使用钻井液，选择最佳的钻井液体系后，依据钻井施工工艺技术的要求。合理控制钻井液的性能参数，使其发挥自身的作用，保证钻井施工的顺利进行。使钻井过程中产生的岩屑悬浮起来，防止堵塞井筒，导致卡钻事故，而影响到钻井施工的进度。通过调整钻井液的密度，保持井筒的壓力平衡，防止发生井喷及井喷失控的事故。保持钻井液的浓度，防止钻井液的循环压力过高，而进人储层后，达到储层的破裂压力后，形成裂缝，而影响到油流的通道，给后续的油气生产带来危害。

钻井液的循环保证岩层的稳定，钻遇高压油气水层，钻井液的液柱压力略高于储层流体的压力，才能防止发生钻井事故。钻头钻进岩石过程中，会产生摩擦阻力，通过钻井液的润滑作用，降低摩擦阻力。冷却钻头，延长了钻头的使用寿命。

结束语：

通过对欠平衡钻井施工过程中的钻井液的选择和使用的研究，提高欠平衡钻井施工的质量，优选最佳的钻井液体系，使整个石油钻探施工过程中，始终保持欠平衡的条件，更好地完成石油钻探任务。

参考文献

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（作者单位：黄河钻井总公司）