页岩油地层油基钻井液技术分析

页岩油地层油基钻井液技术分析摘要：在当前技术条件支持下，在针对水平井进行开发的过程当中，多以基 于页岩开发井的开发方式为主。但受到页岩地层井壁稳定性水平、长水平段摩擦 阻力水平、水平井段井眼清洁水平、以及液压储层区域内的储层保护水平等多个 方面因素的影响，导致当前页岩水平井的开发效果不够理想。同时，相关的实践 研究中指出，油基钻井液对于页岩地层有相当确切的抑制功效，且润滑效果良好， 故而认为在对页岩井，特别是长水平段页岩井的开发过程当中有着相当确切的价 值。本文即从页岩油地层油基钻井液技术应用的角度入手，结合页岩油地层的实 际情况，探讨油基钻井液在配方以及现场应用等多个方面的关键问题，并结合实 际案列，证实了在页岩油地层当中应用油基钻井液技术的确切效果，希望引起关 注与重视。关键词：页岩油地层 油基钻井液 技术 应用大量的实践研究结果证实：有效的封堵技术是保护油气层的重要措施，但作 为页岩油井都需要通过压裂投产，因此封堵对于保护油气层的效果并不够理想， 同时也不够重要。对于页岩油井一类特殊的油井而言，在开发钻进过程当中需要 特别注意的问题在于：在水平井钻井过程中页岩的层理结构以及微裂隙发育情 况，若不对此问题进行系统观察，极易造成井壁垮塌方面的问题，进而对整个区 域内的页岩油气井的勘探和开发产生不良的影响，需要引起各方人员的高度关注 与重视。本文以此作为研究背景，结合页岩油地层下的页岩井开发工作实际案例， 分析了在此类水平井段钻进作业实施过程当中对油基钻井液技术的应用要点，评 估了油基钻井液技术应用下的效果，具体分析如下：1 应用背景及思路分析XX井是XX公司于XX年部署开钻的水平井，属于页岩水平井。设计方案 为：现仅需导眼井的钻进作业，然后再进行回填侧钻处理，整体钻进结构为三开 模式。实际作业过程当中，首先应用常规水基聚合物钻井液完成定向侧的钻段工 作，在钻进过程当中遭遇大区域性的页岩地层，致使井壁严重失稳，无法继续完 成钻进作业。本水平井三开段在液压中水平段设计钻进长度为1000.0m，处于对 井壁垮塌问题的防治，使用油基钻井液完成后续钻进作业。2 页岩油层油基钻井液技术应用要点分析在使用油基钻井液进行钻进作业的过程当中，首先需要根据配置标准展开钻 进作业，其次还需要根据实际钻进情况，对钻进期间的相关技术指标进行系统控 制。具体而言，在油基钻井液技术应用于页岩油层的过程当中，需要遵循以下操 作步骤：步骤一，配置油基钻井液：考虑到当前整个水平井井壁已经出现失稳问题， 故首先下技套进行固井处理，对地面循环罐体内钻井液进行放泄处理，然后对地 面罐体、钻井液池、钻井管线进行彻底清洁。地面罐体内准备清水，替代井筒内 既有的水基钻井液。在清水开始翻出后，将罐体内的清水放掉并密封处理。各个 罐体内部加白油，做全井循环处理。根据前期所设计的配方比例，在加料漏斗中 按照如下流程进行投料：5%浓度主乳化剂-1.5%浓度辅乳化剂-1.5%润湿剂。与此同时，在另一罐体内配置浓度为 28.0的氯化钙水溶液，将配置盐水加 入循环系统内部，在循环操作后进行地面搅拌，对油水进行剪切搅拌，在达到乳 化标准后根据密度加入一定百分比的有机土以及 3.0%浓度的降滤失剂，配合 2.0%浓度的碱度调节剂（一般选择为生石灰）、0. 5%浓度提切剂、2.0%浓度油 基封堵剂、3.0%浓度乳化封堵剂、2.0%浓度纳米封堵剂，充分循环。在检测到 钻井液标准的破乳电压满足 400.0V 以上，一般现场使用的油基钻井液不低于 800.0V的情况下，对密度进行合理调整（密度调整标准为1.53g/cm3）,然后可 展开三开钻进作业。步骤二，现场维护：为了确保整个页岩油地层油基钻井液技术实施下的质量 可靠与稳定，需要在油基钻井液技术实施背景下，针对密度、滤失量、破乳电压、 以及流变性进行全面控制。具体的控制措施可概括为以下几个方面：从密度控 制的角度上来说，在三开钻进过程当中，密度控制标准参照二开钻进作业完成状 态下的实际密度进行控制。在页岩井水平段钻进期间如果出现掉块问题，则需要 及时对实际密度进行调整。本工程中，钻进后出现部分掉块问题，密度自 1.45g/cm3提升至1.53g/cm3,顺利完成三开钻进作业；从滤失量控制的角度上 来说，在本工程三开钻进作业的实施过程当中，根据实际情况，对降滤失剂以及 封堵剂量进行补充;从破乳电压控制的角度上来说,在三开钻进作业实施期间， 随着加重剂剂量的加大以及钻屑浓度的增加，导致破乳电压会呈现出一定的下降 趋势，为此在钻进期间根据实际情况定期补充乳化剂加量，使破乳电压能够控制 在800.01200.0V范围之内；从流变性控制的角度上来说，现场钻进作业开展 期间，使用固控设备对无用固相进行系统控制，通过引入白油以及氯化钙的方式， 对钻进现场的油水比进行系统控制。3 油基钻井液技术实施效果分析通过对油基钻井液技术的合理应用，三开井段钻进作业实施过程当中，钻井 液的性能稳定，在流变性方面具有相当确切的优势。具体的油基钻井液性能数据 如下表所示（见表 1）。同时，钻进期间没有出现岩屑床并对井下开采环境产生 不良的影响。同时，按照以上配合方案所使用的油基钻井液具有良好的封堵防塌 能力，滤失量水平较低，钻进期间较少出现掉块问题，通过合理调整密度的方式 得到了有效的处理。井壁稳定性高，电测一次性成功，下套管顺利完成并达到标 准深度，效果理想。表 1 ： X 井油基钻井液性能数据示意表钻井深度（m） 破乳电压（V）密度（g/cm3）粘度（s）油水比 高温高压失水（ ml）2610.01.4554.090：102.21350.02930.01.4655.090：102.61200.003090.01.4858.089：103.21180.03260.01.5060.089：103.41160.03570.01.5361.087：134.6800.04 结束语针对页岩油地层页岩井而言，在按照常规方法应用封堵材料的同时，实现对 油基钻井液技术的应用能够解决页岩井在开发过程当中存在的问题，确保页岩水 平井钻进作业的安全与可靠，避免在水平井开发过程当中出现泥页岩暴露，甚至 是垮塌方面的问题。与此同时，结合本文所例举工程实际案列认为：在合理的配 方作用之下，油基钻井液的综合性能稳定可靠，实际应用中所对应的破乳电压达 到了 800.0V 以上标准，现场技术简单可行且质量可控。更为关键的是，本工程 中所使用的油基钻井液具有良好的润滑性能以及携带性能，除能够满足高效开采 方面的要求以外，还能够避免在钻进期间发生沉砂以及黏附卡钻方面的问题，提 高现场作业的安全性与可靠性。以上问题希望能够引起业内人士的高度关注与重 视。参考文献：1 宁伏龙,张凌,蒋国盛等.深水油基钻井液中抑制水合物形成的实验研究 J. 石油学报,2009,30（3）:440-443.2 赵胜英，鄢捷年,舒勇等.油基钻井液高温高压流变参数预测模型J.石油 学报,2009,30（4）:603-606.3 管志川.温度和压力对深水钻井油基钻井液液柱压力的影响J.石油大学 学报（自然科学版）,2003,27（4）:48-52,57.4 朱家俊,张善文,王永诗等.水基钻井液浸泡对浅层声波测井的影响及校正 方法J.石油勘探与开发,2004,31（2）:90-92.5 胡友林，乌效鸣，岳前升等.江汉油田废弃油基钻井液柴油回收技术J.西 安石油大学学报(自然科学版),2013,28(3):88-91,99.