水平井钻井液技术应用分析

张毅1   ,赵诚1  ,王超2   ,窦书铭3

1. 大港油田石油工程研究院 天津市 300280
2. 大港油田第六采油厂 天津市 300280
3. 中国石油渤海钻探工程公司 天津市 300280

摘要：现如今我国科学技术快速发展，尤其是现代信息技术的发展，为石油企业的可持续发展带来诸多机遇。一方面，现代经济快速发展，提高对石油产量乃至质量的要求；另一方面，科技快速发展为石油企业革新技术与提高生产效率，促进企业创造更大的经济利润提供技术方面的支持。为此，石油企业很有必要应用现代信息技术钻井，发挥该技术的作用提高钻井效率，为企业可持续发展奠定基础。

关键词：油气；水平井钻井液技术；应用分析

引言

油气资源能否稳定供应，无疑将成为影响我国经济发展的关键要素。因此，为了增加油气资源的供应量，除了要加大油气资源的进口规模外，还要从增加油气资源规模入手，提升油气资源的开发力度，确保我国经济发展可以拥有充足的能源作为支撑。现阶段，我国石油钻井技术及装配发展已经出具成效，但是仍然存在很大的提升空间，所以接下来还将下大力气，针对石油钻井技术及发展进行不断探索。

1自动化关键技术在石油钻井中应用的意义

在石油钻井作业中，由于石油介质的特殊性，现场钻井条件存在许多危险因素，环境十分复杂，并且大量设备与人员需要在现场工作，这加大现场管理难度的同时，也使得石油钻井作业难以保证完成。因此，为了提升石油钻井质量，相关企业应加大自动化技术的应用力度，如：智能勘测技术、地质导向钻井技术等，不断提升信息收集与数据处理能力，降低钻井作业问题的出现几率，提高钻井质量。此外，自动化钻井系统可依据采集到的数据信息，自动完成信息分析、故障诊断与偏差测定等操作，降低人为因素对石油钻井过程的影响，杜绝人为操作不当情况的发生。与此同时，自动化技术应具备自动纠偏与环境适应能力，以帮助石油钻井企业降低工作难度，并且传感器可以对所处环境进行感知，操作人员可直接在监控室下达控制命令，确保相关设备处于正常工作状态。自动化技术的出现，可以降低石油钻井工作中人为因素的影响，凭借自动化系统强大的数据分析、收集以及整理等功能，可以自动完成相关石油钻井作业，提升石油钻井作业质量，降低安全事故发生几率，对全面提升石油钻井作业水平具有重要意义。

2石油钻井技术的发展现状

在石油钻井技术演变过程中，由于陆地油气资源的开采技术已经相当成熟，油气资源的开采问题正成为社会焦点话题。对于石油钻井技术而言，其距今已经研究了近百年时间。此外，随着石油钻井技术逐步向更深的海域过渡，深井勘探与开采技术的出现，再次成为了石油钻井技术发展的重要动能。目前，通过科研人员的不断努力，我国石油钻井技术近年来得到了飞跃式的发展，许多核心技术已经跻身世界一线水准，并且掌握了大量与石油钻井技术有关的核心专利，同时深度水位钻井设备、深度水位定位系统等已经得到了有效应用，未来我国还将进一步加大对石油钻井技术的研究。

3水平井钻井液技术应用分析

3.1抑制性的提高

对于页岩，活性粘土可能高达20-40%，水稍微膨胀，导致壁压入空腔，而钻机的压缩能力不足，从而使井壁变得不稳定。采用抑制剂a有效地防止活性粘土的水处理，降低地表水反射，改变页岩表面水分，改善膜蒸腾，缩短水泥晶体之间的间距，减少水处理，减少水文应力的产生，并在很大程度上避免页岩内部粘土迅速形成引起的井筒失稳。还可以控制钻井液的活性，保持在合理的区域内，不要让页岩“漏”或过多的钻井液渗入土壤，在井面形成致密耐用的泥浆，堵塞裂缝表面的延展性，降低岩石块脱离岩石的可能性，从而实现井的稳定作用。

3.2水平井井壁稳定

井壁稳定是所有水平钻探作业正常运行和安全的先决条件。水平井壁不稳定的主要原因是机械和物理化学因素，但总的来说，这是因为在钻探过程中，这些墙的岩石受到的压力超过了它们自身的力量，从而破坏了它们的结构，从而威胁到井的质量和安全钻探水平井时，应首先考虑区域上部压力、水平层压力和地层孔隙压力对地下岩石的影响，在钻探作业之前，这些压力可以保持相对稳定的状态；钻眼后，操作人员应考虑钻井液柱的支撑作用，以代替岩石，及时注意和分析井壁周围应力分布情况，实时监测井筒内流体柱压力和土层坍塌压力，避免井壁因井液柱压力而破坏小于地层压，影响水平井钻井作业。

3.3携岩能力的提高

运送岩石(包括移动岩石和静态岩石)的能力高、能力弱，即钻井液切割稀释的强度和强度弱。在钻井液循环的情况下，岩石碎片随钻井液不断地向井内移动，岩石碎片在运输过程中的回流速度和沉积速度之间有着平衡的关系。如果沉积速度大于上游回流速度，岩石碎片就无法回流，最终会沉积在井底，形成岩石碎片床，上游回流速度大于沉积速度，岩石碎片会在钻井液输送下流出地面静岩是指使岩石处于钻井液静态的能力，在钻井液静态下，残块可有效地悬浮在钻井液中，从而使岩石残块均匀分布在不同的井段而不流动和聚集在一起，以避免#引起的钻井事故。

3.4岩屑的清除

对水平井倾斜剖面的分析，由于许多水平井具有相对不同的坡度，因此在采用页岩水平井钻井液施工技术，便于清理和管理之前，清理相对困难，这不仅是由于坡度问题 整个作业过程中容易发生页岩塌陷，使得井眼清洁非常困难，提高井眼清洁质量更加困难。 此外，井眼清洁过程必须考虑到井眼本身的若干特点，无论是工作人员空间小，泵压力过大，还是在低井眼排放过程中很容易遇到问题， 从而可能导致岩屑床的形成，直接增加页岩气井钻液实施中的眼摩擦强度，在这种情况下，页岩气井水平钻井液施工技术中应更加重视钻井液的选用， 为了保证所选钻井液能对钻井工作产生积极影响，提高钻井液输送岩石的自身能力，钻井液必须具有一定的清洗能力和流动性，并满足页岩天然气水平井钻井液施工技术的要求。

3.5润滑性的改进

设计页岩瓦斯段时，需要较大的坡度、水平段长度、较高的摩擦损耗和较高的扭矩，才能获得较高的润滑层。页岩水平钻井平台采用液体润滑剂c和固体润滑剂d相结合，在钻井设备和砂浆表面形成油层，防止入侵者和水相损伤，有效改善钻井润滑。并且通过比较实验室结果，润滑油的成分对油井性能没有明显影响。

结束语

综上所述，随着石油钻井作业需求的与日俱增，作业精准度不够、工况不稳定、作业时效性低等问题不断显现出来。为了能够有效解决这些问题，可以将自动化技术引入石油开采过程，并加大对关键技术环节的研发，使得智能勘测、自动调控、虚拟存储、事故自动预警等自动化技术能够在实际的钻井作业过程中得到有效的利用。

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]张雄,余进,毛俊,刘祖磊.准噶尔盆地玛东油田水平井高性能油基钻井液技术[J].石油钻探技术,2020,48(06):21-27.

[3]盖靖安,王震宇,杜平,杨宽,詹宁,李猛,王亚军,惠玉赦.哈萨克斯坦肯基亚克油田盐下水平井钻井液技术[J].石化技术,2020,27(06):88-89.

[4]张伟然.页岩水平井钻井液技术的研究与应用[J].西部探矿工程,2020,32(06):94-96.

[5]周哲文,武东生,孙斌,李云志,陈涛.吉木萨尔油田页岩油水平井封堵防卡钻井液技术[J].化工管理,2019,(32):201-202.