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[摘 要]对井筒稳定机理进行研究，首先要研究井筒失稳的机理，明确造成井筒失稳的原因，然后再根据原因提出针对性的技术应对措施。分析K区块低孔低渗储层井筒稳定机理研究现状，为解决钻井周期长、固井质量差、储层污染严重等技术提供可靠依据。
[关键字]井筒稳定 失稳 机理 固井
中图分类号：TE258；TE28 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0003-01
1前言
泥页岩地层是钻井过程中经常会钻遇的地层，也是易发生井筒失稳的地层，实践表明90%的井筒稳定问题都是发生在泥页岩地层，由于井筒失稳而产生的井下复杂时效一般为5%左右，严重地影响着钻井速度、质量及成本，对部分新区，尤其是像K区块所钻井，钻遇的地层大多为第三系和白垩系的大段泥页岩地层，甚至会因井筒失稳而无法钻达目的层，导致全井报废，延误勘探开发速度。
2井筒稳定机理研究现状
常规地层孔隙压力的确定方法主要有：①钻前压力预测。常用的有“单点预测模型法”、“等效深度法”、“直接计算法”等，后来又提出了“综合预测模型”法。②随钻压力监测。常用的方法有标准化钻速法、σ法、dc指数法、泥页岩密度法，近年来采用LWD、SWD等随钻测井工具测得的数据资料来获得压力数据。③利用测井手段检测地层压力。常用的测井资料有电阻率、声波时差等测井资料。④直接利用工具仪器实测压力地压。如地层测试、钻杆测试等仪器工具的使用，可以准确地测到地层孔隙压力。
利用测井资料和钻井资料从理论上、方法上定性和定量地对井筒失稳机理进行分析，求取地层的有关地质参数，在此数据基础上，建立一套通过连续利用测井资料来确定地层孔隙压力、坍塌压力和破裂压力的方法，指导钻井工程设计，特别是井身结构和钻井液密度设计，以及指导现场施工提供科学依据，最大限度地降低井筒失稳的几率，保障井下安全。
总体来说对于国内现在对于岩石的理化性能评价实验方法主要分两个方面，一方面是应用于井壁稳定研究，常见的方法是X-射线、扫描电镜测定其组分，滚动与回收实验测定岩石的水化膨胀与分散性能，电位电动测定岩石分散性能，比表面积与比亲水量的测定评价地层的稳定性，泥页岩压力传递（PT）和化学位差诱导的渗透压力传递（OT）实验，确定岩石的半透膜效率从而评价钻井液的抑制封堵性能，岩石力学三轴实验评价岩石的力学性能，确定地层的C、ψ等力学参数应用到井壁稳定的计算中；另一方面重要是应用于油气开发，岩石动力学实验预测地层破裂压力与解决岩石压胀现象，岩石三维网络模型的建立确定岩石的渗透率、孔隙度、相渗曲线和微观剩余油分布等，利用GPP高压孔渗仪测定岩石的渗透率与孔隙度，利用岩芯流动仪做五敏实验应用于油气层保护。
随着石油、天然气勘探开发的不断深入，复杂地层的钻探越来越多，压差卡钻、垮塌缩径、溢流、漏失等钻井复杂情况经常发生，特别是由窄密度窗口（孔隙压力、坍塌压力和破裂压力相差较小）引起的复杂情况处理更是占用了大量的非生产时间，通过对井筒稳定技术研究，确定相适应的保持井稳技术对策，能有效降低井下复杂情况的发生、减少非生产时间。另外欠平衡与控压钻井技术的出现，非常适合复杂地层的钻进，因此，近年来该项技术在国内外都得到了飞速发展。
3储层保护机理研究现状
在整个勘探开发过程中，系统地保护储层、防止储层损害是一项综合的系统工程，是实现“少投资，多产出”的以经济效益为中心的战略目标的一项综合配套技术。储层损害的内因在于储层本身的性质，如岩性、物性和地层的性质，地层损害的外因在于进入储层的外来流体的不配伍性或不相容性。
国外从上世纪50年代就开始对储层保护技术进行了深入研究，经过60多年的努力，清楚地认识了储层损害机理，基本实现了从打开储层到完井作业，以及后期的油田开发生产，全部过程均实现储层的保护。储层保护技术对探区储层的发现、油田的开发、增产措施的实施起到越来越重要的作用，也进一步促使人们更深入地研究和应用储层保护技术。非常规油气资源，如致密砂岩气、煤层甲烷和富有机质页岩气的经济开采即是很好的例证。对储层损害机理的认识是否清楚与储层保护技术有着非常重要的关系，两者的深入研究与技术应用促进了井身结构、欠平衡钻井、控压钻井、压裂技术等技术水平的提高，也提高了油田开发的整体效益。（沈忠厚，2003； 张绍槐，1993）
上世纪80年代以后，对储层损害与保护的研究进一步提高，充分认识了全过程储层保护的重要性，即从打开储层到后期油田开发生产，以及储层改造整个过程进行储层保护。国外先进国家，如美国、加拿大等，更是在全过程保护储层技术方面进行了系统的研究和技术应用，对油田开发起到了积极的作用。
我国在上世纪50年代就提出了通过控制钻井液密度，采取近平衡，甚至欠平衡压力钻进技术来保护储层的构想，并进行了试验，但因装备配套落后没能实现。上世纪六七十年代开始重点组织研究了保护储层的钻井与完井技术，通过科技术工作者的潜心研究与重点科技攻关，到上世纪末基本达到或赶超了国际先进水平。通过该技术的大规模的推广应用，特别是近年来在一些复杂油气藏中的应用，如中低渗透砂岩储层、致密砂岩储层、高渗疏松砂岩储层的技术应用，不仅正确发现和评价了储层的经济价值，对高效开发也起到了不可或缺的作用。
国内的科研人员主要对储层的损害机理、保护措施与手段进行了大量研究，包括钻井与完井过程中可能对储层产生损害的液相、固相的研究，以及井筒液相流态、矿化度、水敏、水损等机理进行了大量研究；提出了利用不同级配的粒子进行暂堵的概念，并研制与开发了各种暂堵剂、包被剂与抑制剂，如油溶性暂堵剂。国内专家罗平亚（1990）创新性地提出了屏蔽暂堵技术，该理论与方法是利用钻井液中已含有的固相颗粒，再通过加入科学方法优选的不同粒径的可变形粒子作为架桥粒子，建立不同粒径的固相颗粒的合理级配，在井筒内一定压力下，能在很短时间内在井壁的周围一定范围内，通常是在很浅范围（2～3cm）内形成屏蔽膜，其渗透率几乎为零，能够有效阻止后续液相和固相的侵入，现在该项技术已经在国内各油田得到推广应用。包被剂与抑制剂的研制开发与应用，尤其是类似粘土稳定剂的开发与应用，有效控制了井壁失稳，减少了井下复杂与事故，如国内常使用的K+型处理剂、铵盐类处理剂等。这些处理剂的应用不仅有效保障了井筒稳定，而且有效避免了储层的污染，减少了液相与固井对储层的侵入。
4结语
通过对井筒稳定的机理分析研究，形成一套保障井筒稳定的钻井工艺配套技术与对策，确保井下安全。分析K区块低孔低渗储层井筒稳定机理研究现状，为解决钻井周期长、固井质量差、储层污染严重等技术提供可靠依据。
参考文献
[1]唐军，章成广，张碧星，师芳芳.基于声波-变密度测井的固井质量评价方法[J].石油勘探与开发，2016，43（03）：469-475.
[2]楊振杰，姜晓强，吴志强，高亮，朱海涛.固井水泥环完整性模拟评价实验仪研究[J].钻井液与完井液，2013，30（06）：9-12+91.
[关键字]井筒稳定 失稳 机理 固井
中图分类号：TE258；TE28 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）01-0003-01
1前言
泥页岩地层是钻井过程中经常会钻遇的地层，也是易发生井筒失稳的地层，实践表明90%的井筒稳定问题都是发生在泥页岩地层，由于井筒失稳而产生的井下复杂时效一般为5%左右，严重地影响着钻井速度、质量及成本，对部分新区，尤其是像K区块所钻井，钻遇的地层大多为第三系和白垩系的大段泥页岩地层，甚至会因井筒失稳而无法钻达目的层，导致全井报废，延误勘探开发速度。
2井筒稳定机理研究现状
常规地层孔隙压力的确定方法主要有：①钻前压力预测。常用的有“单点预测模型法”、“等效深度法”、“直接计算法”等，后来又提出了“综合预测模型”法。②随钻压力监测。常用的方法有标准化钻速法、σ法、dc指数法、泥页岩密度法，近年来采用LWD、SWD等随钻测井工具测得的数据资料来获得压力数据。③利用测井手段检测地层压力。常用的测井资料有电阻率、声波时差等测井资料。④直接利用工具仪器实测压力地压。如地层测试、钻杆测试等仪器工具的使用，可以准确地测到地层孔隙压力。
利用测井资料和钻井资料从理论上、方法上定性和定量地对井筒失稳机理进行分析，求取地层的有关地质参数，在此数据基础上，建立一套通过连续利用测井资料来确定地层孔隙压力、坍塌压力和破裂压力的方法，指导钻井工程设计，特别是井身结构和钻井液密度设计，以及指导现场施工提供科学依据，最大限度地降低井筒失稳的几率，保障井下安全。
总体来说对于国内现在对于岩石的理化性能评价实验方法主要分两个方面，一方面是应用于井壁稳定研究，常见的方法是X-射线、扫描电镜测定其组分，滚动与回收实验测定岩石的水化膨胀与分散性能，电位电动测定岩石分散性能，比表面积与比亲水量的测定评价地层的稳定性，泥页岩压力传递（PT）和化学位差诱导的渗透压力传递（OT）实验，确定岩石的半透膜效率从而评价钻井液的抑制封堵性能，岩石力学三轴实验评价岩石的力学性能，确定地层的C、ψ等力学参数应用到井壁稳定的计算中；另一方面重要是应用于油气开发，岩石动力学实验预测地层破裂压力与解决岩石压胀现象，岩石三维网络模型的建立确定岩石的渗透率、孔隙度、相渗曲线和微观剩余油分布等，利用GPP高压孔渗仪测定岩石的渗透率与孔隙度，利用岩芯流动仪做五敏实验应用于油气层保护。
随着石油、天然气勘探开发的不断深入，复杂地层的钻探越来越多，压差卡钻、垮塌缩径、溢流、漏失等钻井复杂情况经常发生，特别是由窄密度窗口（孔隙压力、坍塌压力和破裂压力相差较小）引起的复杂情况处理更是占用了大量的非生产时间，通过对井筒稳定技术研究，确定相适应的保持井稳技术对策，能有效降低井下复杂情况的发生、减少非生产时间。另外欠平衡与控压钻井技术的出现，非常适合复杂地层的钻进，因此，近年来该项技术在国内外都得到了飞速发展。
3储层保护机理研究现状
在整个勘探开发过程中，系统地保护储层、防止储层损害是一项综合的系统工程，是实现“少投资，多产出”的以经济效益为中心的战略目标的一项综合配套技术。储层损害的内因在于储层本身的性质，如岩性、物性和地层的性质，地层损害的外因在于进入储层的外来流体的不配伍性或不相容性。
国外从上世纪50年代就开始对储层保护技术进行了深入研究，经过60多年的努力，清楚地认识了储层损害机理，基本实现了从打开储层到完井作业，以及后期的油田开发生产，全部过程均实现储层的保护。储层保护技术对探区储层的发现、油田的开发、增产措施的实施起到越来越重要的作用，也进一步促使人们更深入地研究和应用储层保护技术。非常规油气资源，如致密砂岩气、煤层甲烷和富有机质页岩气的经济开采即是很好的例证。对储层损害机理的认识是否清楚与储层保护技术有着非常重要的关系，两者的深入研究与技术应用促进了井身结构、欠平衡钻井、控压钻井、压裂技术等技术水平的提高，也提高了油田开发的整体效益。（沈忠厚，2003； 张绍槐，1993）
上世纪80年代以后，对储层损害与保护的研究进一步提高，充分认识了全过程储层保护的重要性，即从打开储层到后期油田开发生产，以及储层改造整个过程进行储层保护。国外先进国家，如美国、加拿大等，更是在全过程保护储层技术方面进行了系统的研究和技术应用，对油田开发起到了积极的作用。
我国在上世纪50年代就提出了通过控制钻井液密度，采取近平衡，甚至欠平衡压力钻进技术来保护储层的构想，并进行了试验，但因装备配套落后没能实现。上世纪六七十年代开始重点组织研究了保护储层的钻井与完井技术，通过科技术工作者的潜心研究与重点科技攻关，到上世纪末基本达到或赶超了国际先进水平。通过该技术的大规模的推广应用，特别是近年来在一些复杂油气藏中的应用，如中低渗透砂岩储层、致密砂岩储层、高渗疏松砂岩储层的技术应用，不仅正确发现和评价了储层的经济价值，对高效开发也起到了不可或缺的作用。
国内的科研人员主要对储层的损害机理、保护措施与手段进行了大量研究，包括钻井与完井过程中可能对储层产生损害的液相、固相的研究，以及井筒液相流态、矿化度、水敏、水损等机理进行了大量研究；提出了利用不同级配的粒子进行暂堵的概念，并研制与开发了各种暂堵剂、包被剂与抑制剂，如油溶性暂堵剂。国内专家罗平亚（1990）创新性地提出了屏蔽暂堵技术，该理论与方法是利用钻井液中已含有的固相颗粒，再通过加入科学方法优选的不同粒径的可变形粒子作为架桥粒子，建立不同粒径的固相颗粒的合理级配，在井筒内一定压力下，能在很短时间内在井壁的周围一定范围内，通常是在很浅范围（2～3cm）内形成屏蔽膜，其渗透率几乎为零，能够有效阻止后续液相和固相的侵入，现在该项技术已经在国内各油田得到推广应用。包被剂与抑制剂的研制开发与应用，尤其是类似粘土稳定剂的开发与应用，有效控制了井壁失稳，减少了井下复杂与事故，如国内常使用的K+型处理剂、铵盐类处理剂等。这些处理剂的应用不仅有效保障了井筒稳定，而且有效避免了储层的污染，减少了液相与固井对储层的侵入。
4结语
通过对井筒稳定的机理分析研究，形成一套保障井筒稳定的钻井工艺配套技术与对策，确保井下安全。分析K区块低孔低渗储层井筒稳定机理研究现状，为解决钻井周期长、固井质量差、储层污染严重等技术提供可靠依据。
参考文献
[1]唐军，章成广，张碧星，师芳芳.基于声波-变密度测井的固井质量评价方法[J].石油勘探与开发，2016，43（03）：469-475.
[2]楊振杰，姜晓强，吴志强，高亮，朱海涛.固井水泥环完整性模拟评价实验仪研究[J].钻井液与完井液，2013，30（06）：9-12+91.