致密油藏水平井中高性能水基钻井液的应用.docx

致密油藏水平井中高性能水基钻井液的应用
致密油藏水平井中高性能水基钻井液的应用
摘要：致密油藏是一种具有较低渗透率和高孔隙度的油藏，在开发中常需要使用高性能钻井液来满足复杂的井下环境和地质条件。本文将探讨水基钻井液在致密油藏水平井中的应用，包括其在井壁稳定、渗透性控制和减小钻井损失等方面的优势，并介绍了一些水基钻井液的配方和优化措施。研究表明，高性能水基钻井液在致密油藏水平井中能够有效地提高钻井效率和油气开采效果。
关键词：致密油藏、水基钻井液、水平井、井壁稳定、渗透性控制、钻井损失
引言
致密油藏是指渗透率较低的油藏，其特点是地层岩石孔隙连通性差，油气无法自由流动，因此开采难度大。为了克服致密油藏开采的技术难题，如井壁稳定性差、渗透性控制困难等，钻井液的选择变得尤为重要。传统的油基钻井液存在环境污染和顶替困难等问题，因此水基钻井液成为了一种理想的选择。
一、井壁稳定
在致密油藏水平井钻井过程中，井壁稳定是一项极其重要的技术难题。致密油藏的地层岩石通常具有较强的塑性，且存在一定的自生孔隙压力，使得岩层易于塌陷，并对井壁稳定性形成威胁。传统的油基钻井液在解决井壁稳定性问题时，需要添加多种化学药剂来增加液体黏度，但这会增加成本并带来环境污染。
相比之下，水基钻井液在井壁稳定方面具有更大的优势。水基钻井液的主要成分是水，其黏度相对较低，但是通过添加一定比例的胶体和黏土，能够提高钻井液黏度并增加井壁稳定性。此外，水基钻井液还可以通过完善的固相控制技术，形成一层坚固的滤饼，有效阻止井壁塌陷。
二、渗透性控制
在致密油藏的水平井钻井过程中，由于地层渗透率较低，钻井过程中易发生渗流过大的现象，导致油气资源的流失和钻井效率的下降。水基钻井液能够通过调整配方，形成高渗透率控制系统，有效降低渗流风险并提高钻井效率。
首先，水基钻井液可以通过选择合适的纤维素类和胶体材料增加液体黏度，形成一定的滞留能力，阻止油气的流失。同时，通过添加适量的胆矾和聚合物，可以产生一定的粘弹性，将油气因渗透而发生的变形反弹回来，保持油气在孔隙中的分布稳定，降低渗透风险。
另外，水基钻井液还可以通过添加一定比例的膨润土和硅酸盐使得液相张力增加，使得液相能够更好地与岩层接触，减小岩石表面的湿润性，从而减少液相在岩石中的渗透。
三、减小钻井损失
在致密油藏的水平井钻井过程中，钻井损失是一个常见的问题。由于地层的渗透率低且孔隙度高，导致钻井液极易进入地层并引起泥浆损失。水基钻井液由于其黏度较低，渗透性较高，因此相对于油基钻井液来说，其钻井损失会更加明显。
然而，通过调整水基钻井液的配方和优化措施，钻井损失问题可以得到有效的控制。首先，在配方中添加一定比例的微粒胶体，形成一层坚固的滤饼，阻挡泥浆进入地层。其次，在钻井液的负压控制中，适当增加循环压力和保持井下压力，可以有效地减小泥浆渗透。
还可以通过调整钻井液的粘度，使其与地层岩石更好地接触，填充小缝隙和多孔隙，减少泥浆在地层孔隙中的渗透。此外，选择合适的滤饼清洗剂和增粘剂，可以更好地清洗滤饼和增强滤饼的抗渗透能力，减小钻井损失。
结论
高性能水基钻井液在致密油藏水平井中的应用能够有效地提高钻井效率和油气开采效果。通过拟定义水基钻井液的配方和优化措施，可以解决井壁稳定、渗透性控制和减小钻井损失等问题。因此，在致密油藏水平井钻井中，选择高性能水基钻井液是一种可行的选择。
参考文献：
1.AhmedT,RazaSS,ZerpaLE,etal.(2017).Rheologyandfiltrationcontrolofhigh-performancewater-basedfluidfordrillingandcompletionsinhighly-laminatedshalereservoirs,SPE/IADCDrillingConferenceandExhibition,TheHague,TheNetherlands,6-8March.
2.HamdiN(2018).Developmentofhigh-performancewater-baseddrillingfluidsfordrillingchallengingdeepwaterwells:reviewandchallenges,JournalofPetroleumExplorationandProductionTechnology,8(3),833-843.
3.BybeeJrKW,ShephardLE,KangBS(2019).Anewhighperformancewaterbasedrillingfluidsystem,SPE/IADCDrillingConferenceandExhibition,FortWorth,Texas,USA,5-7March.
4.Levequ