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【摘要】油气勘探中的井漏问题可以引发一系列的安全事故，比如井喷和坍塌等。而近些年来，超低渗透钻井液受到越来越高的重视，具有效果显著的防漏堵漏作用，在很大程度上可以减少对地层的损害，并且增加油井产能。本文主要对这一项技术进行研究，针对其应用进行有效分析。
【关键词】超低渗透钻井液；防堵防漏；技术
近些年来，一些石油勘探作业将重点转到了比较深层、面积比较小的圈闭和断块边缘，使得钻井工作中面临着越发复杂的地层，也引发了一系列复杂的问题，比如钻井液漏失、井壁坍塌以及地层受到损害等等。因此，石油勘探领域对钻井液的性能提出了更高的要求。而超低渗透钻井液与传统钻井液相比，适应了石油勘探提出的新要求，得到了越来越高的重视，其应用也越来越广泛。
1、超低渗透钻井液概述
超低渗透钻井液有两种别称，即无侵害和无渗透钻井液。一般来说，将一定量零滤失井眼稳定剂加入到水基钻井液中，就能够得到超低渗透钻井液。对于一些孔隙不同的裂缝性地层、砂岩以及岩心，超低渗透钻井液都可以发挥其近乎零滤失的较佳封堵能力，能够致密封堵一些高渗透地层。而超低渗透钻井液在一些裂缝发育地层、长裸眼多压力层系以及压力衰竭地层中，发挥的随钻防漏与堵漏作用更加显著。实际上，具备特殊功能的聚合物如果聚结在一起，就可以形成胶团或者胶束。而在超低渗透混合剂中含有惰性材料，在这种材料作用下可以让那些胶团或者胶束在泥页岩的裂隙或者孔隙处沉积而形成能够阻挡固体和水进入地层的低渗透屏蔽层，从而使得井筒内外部的压力保持平衡。因此，超低渗透对这些地层的封堵本质就是防止漏失在压差作用下发生。另外，超低渗透混合剂具有防塌、随钻堵漏以及储层保护等方面的作用，其应用价值比较大。
2、超低渗透钻井液的作用机理探讨
2.1提高地层承压能力的机理分析
在使用钻具进行钻井施工的过程中，井壁会对其产生摩擦力。而这些摩擦力可以通过钻杆而形成过平衡压力，转而通过钻杆而重新施加到井壁上。过平衡压力会对地层造成影响，一旦没有办法减少这一压力，则会造成比较严重的问题，即钻井液严重漏失、井壁坍塌等等。而超低渗透钻井液在封堵方面具有非常理想的性能，能够消除过平衡压力，直至零。因此，地层不会受到过平衡压力的作用，钻杆就不会对井壁造成冲击，可以避免钻井液出现漏失或者井壁坍塌等问题。
2.2超低渗透钻井液的堵漏机理分析
超低渗透钻井液混合剂的胶束可以形成一道屏障位于弱胶结地层原生裂缝，而lcp2000含有的薄片在吸收了液体之后膨胀，对漏失位置的堵漏材料起到束缚作用。在这个过程中，滤液会在压力作用下被挤出，再加上堵漏材料具有去水化的特点，可以发挥出更好的封堵效果。而且由于超低渗透钻井液的胀流性而使其相互粘连，钻井液流过滤失区的流速与粘度呈现正相关，即流速越大，粘度也会越大。因此，当粘度增加时，一些钻井液会在渗透地层的过程中将膨胀剂留在原来的位置，形成能够抵抗6.895兆帕压差的架桥封堵。
2.3降低储层和地层损害的机理分析
在使用超低渗透钻井液的钻井施工过程中，钻井液聚合物形成的胶束可以在钻井液渗透页岩时在其表面快速铺展开来，同时在页岩的孔喉处形成具有低渗透性的封闭薄膜，从而防止钻井液继续向页岩渗透。而在钻井施工中，如果页岩出现了裂缝，可以应用超低渗透钻井液来将这些裂缝填塞。而且超低渗透钻井液可以在页岩裂缝的孔隙、碎片表面产生一种张力，张力会随着孔隙、碎片的减小而加大，从而避免钻井液进一步滤失。在井壁表面，超低渗透钻井液会形成具有致密性和无渗透性的封堵薄膜，可以对微裂缝泥页岩地层以及不同渗透性地层进行效果显著的封堵。在井壁的外围，这层薄膜会形成保护层，将滤液与钻井液彻底地隔离开来，防止钻井液渗透到地层中，以进行近乎零滤失的钻井作业，避免地层内的粘土颗粒出现运移现象。因此，可以在一定程度上避免储层受到钻井液的侵害，从而实现对油气层的保护。
2.4消除压差卡钻的机理分析
所谓压差，就是钻井液液柱和地层孔隙之间的压力差。一般情况下，随着压差的加大，卡钻发生的可能性就越高。如果钻杆和容易产生渗透的地层相互接触，则会使得钻杆在过平衡压力的作用下顶靠井壁，从而导致卡钻。需要注意的是，钻杆上的泥饼数量取决于滤饼厚度，两者为正相关。也就是说，滤饼越厚，会使得钻杆泥饼越多，也意味着钻杆和泥饼之间的接触面积随之加大，出现卡钻问题的可能性就更高。而超低渗透钻井液在岩石表面快速形成的低渗透屏障可以减少钻井液的滤失量，滤饼的厚度就不会快速增厚，避免地层受到压差的作用。因此，超低渗透钻井液在很大程度上可以降低卡钻现象出现的可能性。
2.5泡沫桥塞的机理作用分析
在超低渗透钻井液中，含有能够在最大程度上降低过平衡压力的泡沫与气泡。同时，这些气泡与泡沫能够对各种孔径的喉道进行效果较佳的桥塞，避免钻井液渗漏的发生，还能避免地层裂隙的扩增，防止井下出现其他复杂情况等。
3、超低渗透钻井液防漏堵漏技术的应用
3.1超低渗透钻井液防漏堵漏技术应用的实例分析
某油田储层埋藏比较深，油区的上部地层压力系数并没有任何异常，而该油区的街道以下地层存在压力系数差别比较大的现象，不但储层高压低渗，大段泥页岩出现了裂缝，而且具有多套压力层系共存这一特点。从沙一段至沙三上，出现了大段砂泥岩互层，使得砂层被钻井滤液侵入之后，泥岩三面都受到水的侵害，这就更加容易导致泥页岩出现水化膨胀的问题。在沙三段，不但有大段泥页岩，而且其中出现了很多微裂缝，成为自由水在压力作用下进入泥页岩的路径。而钻井滤液量与泥页岩的膨胀压成正比，即钻井滤液越多，泥页岩的膨胀压就会随之变大，从而导致泥页岩出现坍塌或者剥落等现象。而且由于地应力，泥页岩会出现掉块和剥落现象。该油田的底层胶结并不够好，使得钻井液对其造成冲蚀影响。而该油田的地层在破裂压力方面比较低，因此在钻井施工过程中很容易就出现一些比较复杂的问题，比如坍塌、缩径、井漏和油层损害等等。 近些年来，该油田施工的井都是聚黄防塌钻井液的普通的井，将近十分之一的井出现了程度不等同的漏失问题。这些施工井的电测成功率平均达到80%，而井径的扩大率平均达到12.6%，为油田开发的企业经济效益带来了不利影响。因此，针对其地层岩性的特点以及钻井施工中存在的难点，该油田应用了超低渗透钻井液防堵防漏技术，这三口井的完全井深分别为：4450m、3387m、3075m；漏失井深分别为：3855m、2920-2937m、3054-3076m。漏失现象均为有进无出，易漏地层的破裂压力系数分别为1.45、1.50、1.51；高压层所需浓度分别为1.60g/cm3、1.71g/cm3、1.74g/m3。对这三口井均采用超低渗透钻井液处理，处理一个月后，三口井的渗漏问题均得到解决，有效堵漏，提高了地层的承压能力。因此，超低渗透钻井液体系不但具有比较强的防塌能力和较佳的抗温性能，其防漏效果也比较理想，可以达到该油田在钻井施工方面的相关要求。
3.2超低渗透钻井液技术的应用效果探讨
这一项技术不但可以达到该油田的钻井施工要求，其现场应用的效果也比较理想。这一项技术已经在油田勘探与施工领域中得到了很好的应用，不但可以实现地层承压能力的有效提高，维持井壁力学的稳定，还可以对不同渗透性地层进行效果比较显著的防堵防漏。传统钻井液中含有的固体颗粒可以发挥桥堵作用，但是其效果的取决因素主要是地层孔喉大小与该钻井液固体颗粒的匹配吻合度，而且其防堵防漏使用的地层范围相对来说比较窄。因此，超低渗透钻井液适应了社会发展的需要，是钻井液领域里越发受重视的新技术，其优点比较多。
超低渗透钻井液可以在井壁的表面形成超低渗透的封闭薄层，具有致密的优点。这一封闭薄层一般都在岩石表面，比较容易清除干净，其渗透率的恢复值比较高，可以在很大程度上降低钻井液对储层造成的损害，从而可以为油气层优良的性能提供保障。这一致密的封闭薄层形成的速度很快，而且厚度非常小，在避免泥饼压差卡钻的过程中具有比较显著的效果。
4、结束语
如今超低渗透钻井液技术渐渐被应用于油田勘探中，其显著效果已经得到了证明，不但适用易坍塌、多压力层系和含有微裂缝的地层，还适用于疏松、容易渗漏砂岩储层。超低渗透钻井液在防堵防漏方面应用已经越来越广泛，并且向着科学化与可靠性的方向发展。我们应该推广超低渗透钻井液防堵防漏技术的应用，使其为油田勘探作业作出更大的贡献，提高油田企业的经济效益，促进这一行业的持续发展。
参考文献
[1]黄涛.钻探施工中堵漏材料堵漏技术的分析研究[J].科技信息，2013，16：346-352.
[2]张思民，高金龙，王栋.防漏堵漏钻井液技术发展趋势研究[J].中国石油和化工标准与质量，2013，18：54-55.
[3]郭虹，黎晓茸，张会森.一种裂缝堵漏体系在超低渗透油田的研究和应用[J].科学技术与工程，2012，33：8835-8840.
【关键词】超低渗透钻井液；防堵防漏；技术
近些年来，一些石油勘探作业将重点转到了比较深层、面积比较小的圈闭和断块边缘，使得钻井工作中面临着越发复杂的地层，也引发了一系列复杂的问题，比如钻井液漏失、井壁坍塌以及地层受到损害等等。因此，石油勘探领域对钻井液的性能提出了更高的要求。而超低渗透钻井液与传统钻井液相比，适应了石油勘探提出的新要求，得到了越来越高的重视，其应用也越来越广泛。
1、超低渗透钻井液概述
超低渗透钻井液有两种别称，即无侵害和无渗透钻井液。一般来说，将一定量零滤失井眼稳定剂加入到水基钻井液中，就能够得到超低渗透钻井液。对于一些孔隙不同的裂缝性地层、砂岩以及岩心，超低渗透钻井液都可以发挥其近乎零滤失的较佳封堵能力，能够致密封堵一些高渗透地层。而超低渗透钻井液在一些裂缝发育地层、长裸眼多压力层系以及压力衰竭地层中，发挥的随钻防漏与堵漏作用更加显著。实际上，具备特殊功能的聚合物如果聚结在一起，就可以形成胶团或者胶束。而在超低渗透混合剂中含有惰性材料，在这种材料作用下可以让那些胶团或者胶束在泥页岩的裂隙或者孔隙处沉积而形成能够阻挡固体和水进入地层的低渗透屏蔽层，从而使得井筒内外部的压力保持平衡。因此，超低渗透对这些地层的封堵本质就是防止漏失在压差作用下发生。另外，超低渗透混合剂具有防塌、随钻堵漏以及储层保护等方面的作用，其应用价值比较大。
2、超低渗透钻井液的作用机理探讨
2.1提高地层承压能力的机理分析
在使用钻具进行钻井施工的过程中，井壁会对其产生摩擦力。而这些摩擦力可以通过钻杆而形成过平衡压力，转而通过钻杆而重新施加到井壁上。过平衡压力会对地层造成影响，一旦没有办法减少这一压力，则会造成比较严重的问题，即钻井液严重漏失、井壁坍塌等等。而超低渗透钻井液在封堵方面具有非常理想的性能，能够消除过平衡压力，直至零。因此，地层不会受到过平衡压力的作用，钻杆就不会对井壁造成冲击，可以避免钻井液出现漏失或者井壁坍塌等问题。
2.2超低渗透钻井液的堵漏机理分析
超低渗透钻井液混合剂的胶束可以形成一道屏障位于弱胶结地层原生裂缝，而lcp2000含有的薄片在吸收了液体之后膨胀，对漏失位置的堵漏材料起到束缚作用。在这个过程中，滤液会在压力作用下被挤出，再加上堵漏材料具有去水化的特点，可以发挥出更好的封堵效果。而且由于超低渗透钻井液的胀流性而使其相互粘连，钻井液流过滤失区的流速与粘度呈现正相关，即流速越大，粘度也会越大。因此，当粘度增加时，一些钻井液会在渗透地层的过程中将膨胀剂留在原来的位置，形成能够抵抗6.895兆帕压差的架桥封堵。
2.3降低储层和地层损害的机理分析
在使用超低渗透钻井液的钻井施工过程中，钻井液聚合物形成的胶束可以在钻井液渗透页岩时在其表面快速铺展开来，同时在页岩的孔喉处形成具有低渗透性的封闭薄膜，从而防止钻井液继续向页岩渗透。而在钻井施工中，如果页岩出现了裂缝，可以应用超低渗透钻井液来将这些裂缝填塞。而且超低渗透钻井液可以在页岩裂缝的孔隙、碎片表面产生一种张力，张力会随着孔隙、碎片的减小而加大，从而避免钻井液进一步滤失。在井壁表面，超低渗透钻井液会形成具有致密性和无渗透性的封堵薄膜，可以对微裂缝泥页岩地层以及不同渗透性地层进行效果显著的封堵。在井壁的外围，这层薄膜会形成保护层，将滤液与钻井液彻底地隔离开来，防止钻井液渗透到地层中，以进行近乎零滤失的钻井作业，避免地层内的粘土颗粒出现运移现象。因此，可以在一定程度上避免储层受到钻井液的侵害，从而实现对油气层的保护。
2.4消除压差卡钻的机理分析
所谓压差，就是钻井液液柱和地层孔隙之间的压力差。一般情况下，随着压差的加大，卡钻发生的可能性就越高。如果钻杆和容易产生渗透的地层相互接触，则会使得钻杆在过平衡压力的作用下顶靠井壁，从而导致卡钻。需要注意的是，钻杆上的泥饼数量取决于滤饼厚度，两者为正相关。也就是说，滤饼越厚，会使得钻杆泥饼越多，也意味着钻杆和泥饼之间的接触面积随之加大，出现卡钻问题的可能性就更高。而超低渗透钻井液在岩石表面快速形成的低渗透屏障可以减少钻井液的滤失量，滤饼的厚度就不会快速增厚，避免地层受到压差的作用。因此，超低渗透钻井液在很大程度上可以降低卡钻现象出现的可能性。
2.5泡沫桥塞的机理作用分析
在超低渗透钻井液中，含有能够在最大程度上降低过平衡压力的泡沫与气泡。同时，这些气泡与泡沫能够对各种孔径的喉道进行效果较佳的桥塞，避免钻井液渗漏的发生，还能避免地层裂隙的扩增，防止井下出现其他复杂情况等。
3、超低渗透钻井液防漏堵漏技术的应用
3.1超低渗透钻井液防漏堵漏技术应用的实例分析
某油田储层埋藏比较深，油区的上部地层压力系数并没有任何异常，而该油区的街道以下地层存在压力系数差别比较大的现象，不但储层高压低渗，大段泥页岩出现了裂缝，而且具有多套压力层系共存这一特点。从沙一段至沙三上，出现了大段砂泥岩互层，使得砂层被钻井滤液侵入之后，泥岩三面都受到水的侵害，这就更加容易导致泥页岩出现水化膨胀的问题。在沙三段，不但有大段泥页岩，而且其中出现了很多微裂缝，成为自由水在压力作用下进入泥页岩的路径。而钻井滤液量与泥页岩的膨胀压成正比，即钻井滤液越多，泥页岩的膨胀压就会随之变大，从而导致泥页岩出现坍塌或者剥落等现象。而且由于地应力，泥页岩会出现掉块和剥落现象。该油田的底层胶结并不够好，使得钻井液对其造成冲蚀影响。而该油田的地层在破裂压力方面比较低，因此在钻井施工过程中很容易就出现一些比较复杂的问题，比如坍塌、缩径、井漏和油层损害等等。 近些年来，该油田施工的井都是聚黄防塌钻井液的普通的井，将近十分之一的井出现了程度不等同的漏失问题。这些施工井的电测成功率平均达到80%，而井径的扩大率平均达到12.6%，为油田开发的企业经济效益带来了不利影响。因此，针对其地层岩性的特点以及钻井施工中存在的难点，该油田应用了超低渗透钻井液防堵防漏技术，这三口井的完全井深分别为：4450m、3387m、3075m；漏失井深分别为：3855m、2920-2937m、3054-3076m。漏失现象均为有进无出，易漏地层的破裂压力系数分别为1.45、1.50、1.51；高压层所需浓度分别为1.60g/cm3、1.71g/cm3、1.74g/m3。对这三口井均采用超低渗透钻井液处理，处理一个月后，三口井的渗漏问题均得到解决，有效堵漏，提高了地层的承压能力。因此，超低渗透钻井液体系不但具有比较强的防塌能力和较佳的抗温性能，其防漏效果也比较理想，可以达到该油田在钻井施工方面的相关要求。
3.2超低渗透钻井液技术的应用效果探讨
这一项技术不但可以达到该油田的钻井施工要求，其现场应用的效果也比较理想。这一项技术已经在油田勘探与施工领域中得到了很好的应用，不但可以实现地层承压能力的有效提高，维持井壁力学的稳定，还可以对不同渗透性地层进行效果比较显著的防堵防漏。传统钻井液中含有的固体颗粒可以发挥桥堵作用，但是其效果的取决因素主要是地层孔喉大小与该钻井液固体颗粒的匹配吻合度，而且其防堵防漏使用的地层范围相对来说比较窄。因此，超低渗透钻井液适应了社会发展的需要，是钻井液领域里越发受重视的新技术，其优点比较多。
超低渗透钻井液可以在井壁的表面形成超低渗透的封闭薄层，具有致密的优点。这一封闭薄层一般都在岩石表面，比较容易清除干净，其渗透率的恢复值比较高，可以在很大程度上降低钻井液对储层造成的损害，从而可以为油气层优良的性能提供保障。这一致密的封闭薄层形成的速度很快，而且厚度非常小，在避免泥饼压差卡钻的过程中具有比较显著的效果。
4、结束语
如今超低渗透钻井液技术渐渐被应用于油田勘探中，其显著效果已经得到了证明，不但适用易坍塌、多压力层系和含有微裂缝的地层，还适用于疏松、容易渗漏砂岩储层。超低渗透钻井液在防堵防漏方面应用已经越来越广泛，并且向着科学化与可靠性的方向发展。我们应该推广超低渗透钻井液防堵防漏技术的应用，使其为油田勘探作业作出更大的贡献，提高油田企业的经济效益，促进这一行业的持续发展。
参考文献
[1]黄涛.钻探施工中堵漏材料堵漏技术的分析研究[J].科技信息，2013，16：346-352.
[2]张思民，高金龙，王栋.防漏堵漏钻井液技术发展趋势研究[J].中国石油和化工标准与质量，2013，18：54-55.
[3]郭虹，黎晓茸，张会森.一种裂缝堵漏体系在超低渗透油田的研究和应用[J].科学技术与工程，2012，33：8835-8840.