页岩气水平井钻井液技术的难点及选用原则分析

李斌

摘要：页岩气一直以来都属于我国的稀有资源，本身属于天然气的一种，在实际开采的过程中，对页岩气的研究工作与开发勘探工作有待不断探索。本文主要从其技术特点、难点、选用原则入手，根据钻井液的实际应用状态与钻井液技术在实际应用时的状态相结合，找到其技术发展的相关方式，进一步的提升其工作的质量，确保工作效果能够在当前有效地展现出来。
关键词：页岩气；难点；选用原则

1页岩气水平井钻井液的技术难点

1.1井壁稳定问题概述

第一，通过基岩之间液体的流入，通过页岩壁与水的融合，产生向上反应，导致应力增大，影响井壁的稳定性。第二，为了减少其中含有的水化应力采取一定的措施，随之而来的是张力也会随之降低，对页岩气中的泥层产生一定的影响，其整体的收缩质量下降，对井壁的稳定性也会造成非常大的影响。第三，由于页岩地平面渗透特性较低，过滤液的流动和渗透速度较慢，多数情况下井壁的孔隙压力与钻井液压力两者之间想要完成平衡需要经过几天的时间，从而减少或缺少钻杆压力的实际支撑。

1.2高摩阻以及高扭矩之间的问题

针对当前页岩气水平井钻井液施工技术的使用状态进行分析，由于钻井工具会向底层钻进时有定向滑动，井壁与周围的钻具之间产生一定的摩擦现象，这种摩擦会对整个工程带来一定的影响，甚至会导致页岩气水平井钻井液施工中出现了实际扭矩过大的现象，摩擦力过大会给页岩气工程带来负面影响，要求钻井液的润滑效果更好，避免在钻井过程中出现摩擦阻力过大的现象。还应该考虑到，由于水平井自身的特点，比如说经验曲率较大、套管本身的重力较小、水平段较长等一系列的问题，分析其在实际操作的过程中，是否会出现摩擦阻力影响大等等一系列的综合因素。

1.3岩屑清除问题

在钻井加工过程中，由于水平井斜区坡度变化相对明显，井的清理难度较大，因为岩石本身具有一定的重力效应，经常出现页岩坍塌等问题，而井的清理往往具有较大的影响。此外，由于空心腔的实际距离相对较小，泵的内压较高，排放较低，容易出现不利问题，导致页岩瓦斯问题，增加钻削摩擦力。

2页岩气水平井钻井液技术的选用原则

1. 应提高水基钻井液的抑制性。为了防止页岩气水平井钻井液施工时出现了钻井液漏失的情况，增强钻井施工的相关效率，对所有本身具有低渗透性的页岩，在钻井施工过程中应选择低活度的水基钻井液，其目的是为了减少在页岩气水平井钻井液施工技术开展过程中入地层渗入的水量，防止由于水量的摄入对于页岩气层造成一定的污染。第二，提高水基钻井液的抑制性，防止出现钻井液漏失的情况，才能达到设计的钻井施工效率。对于低渗透性的页岩的钻井施工过程中，优选低活度的水基钻井液，尽可能减少浸入地层的水量，防止对页岩气层造成污染。油基钻井液和混合基钻井液在页岩气水平井钻探施工过程中，具有突出的优势。水平井段主要采用油基钻井液体系，有效地抑制井壁的失稳，防止发生井漏的事故，保持井眼清洁，达到绿色钻探的技术要求。第三，油基钻井液在使用时始终是以油作为连续相的钻井液，其自身具有非常突出的优点。由于油基钻井液可以抗高温，有利于保护井壁的稳定，能够防止出现井壁坍塌的现象，其自身的润滑性能非常好。对于油气层的损害相比于其他的钻井液而言，其损害更小，适用于当前高温升井的钻井施工要求。在深井和超深井的钻井施工过程中，得到了广泛地应用，对其钻井效果分析，最大的缺点就是切力小、滤失量较大。油基水泥浆配制过程中所需要消耗的成本过高，不仅会影响到钻井周围的环境，同时也会导致机械钻速相对较低，并不利于在短时间内实现快速钻井。

3页岩气水平井钻完井技术的发展特点及相关完善方案

3.1积极引入创新性钻井设备

为顺利实现节约成本、提升产能的发展目标，空气锤钻井被广泛使用于实际钻井施工作用之中，与气体钻井以及冲击回转钻井相比，空气锤钻井具有综合性的使用优势，其可在低转速、高冲击的状态下进行实际运作，针对整体施工过程中击破岩石的相关工作方面，使用专业机械锤钻可大大降低下钻的频次，将其转速低、保径强的优势进行充分的发挥，在进一步确保井体自身安全质量水平提升的情况下，防止井体产生不正常倾斜的现象。实践研究结果显示，空气锥钻井的使用可有效节约施工作业成本，且确保整体施工进度在规定时间内得以完成。科学实践研究结果证实，网电钻井机与传统形式的柴油机相比，兼具节能、环保、清洁、噪音小等多方面的使用优势，传统的柴油机在实际的使用过程中由于发电机组本身耗能较高，且在实际施工期间伴随较为严重的噪音干扰，其排放物将直接导致自然环境受到较为严重的伤害。为全面提升各地区实际页岩气水平井钻完井固井技术的使用与项目总体完成效率，钻井平台积极进行项目工程实施设计。针对丛式井规划地区适当增加高压网电钻井的基础设施，确保施工作业现场网电线路连接通畅与机械设备安全对接，不断更新基础设施配置，选用优质性较强的钻头与钻具之间的搭配使用，将实际安装质量水平纳入实际作业检测的范围之内，以此促进施工作业效率的全方面提升。

3.2发育程度较大的页岩的选用

对于裂缝较大或者是发育程度较高的高渗透性页岩来讲，在钻孔过程当中可以使用封堵剂来进行封堵操作。而当在原始的地层条件下很容易形成破碎的页岩，可以通过提高液体滤液的粘稠度，或者是通过密封的处理方法来保证渗透回流相互之间的有效作用，以此来不断降低页岩的渗透率大小，有效控制水体的传导率，实现页岩的稳定效果，还可以通过使用触变性钻井液和低浓度钻井液，有效降低钻井液对钻孔缝隙的穿透能力。

3.3页岩气水平井钻完井固井技术

该技术在实际应用的过程中需充分考虑各方面的影响因素，其中主要包括：井眼的净化处理、钻井液体的定期置换、钻井液体是否及时完成清除处理等，固井工艺的实际使用质量与流体结构的系统化设计结果将直接影响到实际施工作业的发展进度。针对页岩气水平井钻完井固井方面的工作内容，相关技术人员将实际的工作重心放于水泥浆的稳定性能防护与钻井液的有效清除方面，各部门技术人员之间相互协作、相互配合，确保在实现基础性工作目标任务的同时不断增强实际工作质量水平。实际施工进行页岩气水平井钻完井固井工作期间，借助专业性的分段压裂模式进行辅助生产，与此同时，为确保增产效率的提升，及时解决水平井段下套管的相关问题，并确保水泥环部位的完整性。为全面发挥与提升水泥环的耐用性以及抗冲击性，专业的施工人员合理选择水泥材料，如：考虑到实际施工所需材料的质量标准，选择借助酸融水泥、纤维水泥等，积极构建综合性水泥使用体系，适当增加水泥浆体的压缩性质，并确保水化胶凝结的速度满足施工进度的具体要求。实际施工作业进程中还需重点关注水泥浆失水量检测、水泥实际稠糊时间管控等内容，杂实施检测水泥石早期强度提升的同时，合理借助专业化的机械设备与辅助工具进行固井一体化的设计与方案实施，帮助企业节约不必要的开支与成本耗费。

3.4水泥浆体系的合理选择与应用

由于选择填缝施工系统时考虑到了几个因素，因此必须充分考虑填缝系统的稳定性、流动性能和耗水量，以便能够更好、更合理地选择填缝质量。泥浆和填缝废弃物的稳定性指标在填缝系统设计中应充分考虑，以尽量降低套管上方和下方的空心密度，实现密度差0.03g/cm3的恶化。若要改善分隔缝质量系统的流向，分隔缝排水指标的设计值应在0.6到0.8之间。为了提高填缝系统的整体性能，通过确保耗水量在50ml以内，提高页岩气井固定孔的质量和水平。

参考文献:

[1]李祜先.页岩气水平井钻井液技术的难点及选用原则分析[J].当代化工研究,2020(19):20-21.

[2]胡晓强,徐智慧,李成利.页岩气水平井钻完井技术现状及发展趋势分析[J].石化技术,2020,27(07):133-134.