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[摘 要]为了满足番禺10-5/8油田大位移井钻井作业的要求，解决钻井作业中存在的井眼难以清洁、井壁失稳、磨阻和扭矩大、钻井液性能不稳定等技术难点，室内研究出了适用于大位移井油基钻井液体系配方，并对该体系流变性能、抗温性、抗污染、抑制性和润滑性能进行了评价。室内评价和现场应用结果表明，该体系黏度较低、流变性能稳定、维护简单，并具有良好的携岩能力，良好的抗温性、抗污染性、抑制性和润滑性，满足番禺区块大位移井钻井工程的作业需求。
[关键词]大位移井、油基钻井液、井眼清洁、磨阻系数
中图分类号：TH572 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
大位移井是在定向井、水平井和深井钻井技术的基础上发展起来的一种新型钻井技术，它集中了定向井、水平井和超深井的所有技术难点。大位移井使用的钻井液性能必须满足井壁稳定、井眼清洁、降低磨阻扭矩、保护储层等要求。番禺10-5/8油田位于珠江口盆地PY10构造群，该油田共钻4口井，其中2口定向井，2口水平井，平均井深为6196.75米，最大井深7646米，最大水平位移为6671.02米，最大水垂比为2.76，属于典型的大位移井。
1 油基钻井液体系性能评价
为了满足大位移井钻井作业需要，室內研究了一种大位移井钻井的油基钻井液体系，配方：3#白油+2.0%PF-HIEMUL主乳化剂+1.0%PF-HICOAT辅乳化剂+1.5%PF-MOALK碱度调节剂+2.0%PF-MOFAC降滤失剂+26%氯化钙水溶液+1.0%PF-HIRHEO-A流型调节剂+1.5%PF-HIVIS增粘剂+重晶石调节密度（配方中的百分数为质量分数，下同），油水体积比为80：20。
1.1 不同密度的变化情况
钻井过程中通过使用加重剂调节钻井液密度，进而调节钻井液在井筒内的液柱压力以平衡地层空隙压力，保持井壁稳定，确保钻井安全施工和井身质量。钻井液密度的调节一般使用重晶石作为加重剂，重晶石的加入不仅改变了钻井液的密度，还会影响钻井液流变性能的改变。
1.2 不同温度下油基钻井液的性能变化
在现场运用过程中，由于地层温度的不同，要求所采用的油基钻井液体系具有相对广泛的温度适应范围，以满足不同温度条件下钻井施工作业的需要。室内评价了不同高温下油基钻井液流变性能，在不同的热滚老化温度时，钻井液体系会表现出不同的性能。
1.3 油水比变化对油基钻井液性能的影响
油水比是指乳状液中油和水组分的比例关系，以总液体组分的百分数表示，油水比对新建立的钻井液体系极为重要，它决定着体系的最初粘度和HTHP失水量，同时对油基钻井液的流变性产生较大的影响，室内评价不同油水比对油基钻井液体系流变性的影响。从表3可以看出，随着油水比上升，体系粘度逐渐降低，电稳定性也逐步提高。在现场施工中，对钻井液油水比进行控制，可以调整油基钻井液的性能。
1.4 钻屑侵污性能评价
在现场施工作业中，钻井液不可避免的要受到污染，室内对该油基钻井液体系进行了钻屑侵污情况。从表4可以看出，该油基钻井液体系，随着钻屑侵污的增加，体系的性能基本保持稳定，说明该体系的抗侵污能力强。
1.5 抑制性能评价
实验室采用滚动回收法评价了油基钻井液的抑制性。油基钻井液体系中加入50g经过100℃烘干后6～10目的钻屑，经过90℃×16小时热滚，40目筛出，烘至恒重，计算一次滚动回收率达到94.4%，说明油基钻井液体系具有良好的抑制性能。
1.6 摩阻及润滑性能评价
室内采用Fann公司生产的EP极压润滑仪，对该油基钻井液的润滑性能作了评价。其中相关系数的计算方法为：摩阻系数=极压润滑仪钻井液样品扭矩读数/100。
从表5可以看出，所评价的油基钻井液润滑系数为0.06，具有良好的润滑性能；对于水基无固相钻井液而言，钻井液润滑系数为0.11；相比而言，油基钻井液具有更加优良的润滑性能，润滑系数降低了45.5%，可以满足大位移井对钻井液润滑性能的要求。
2 现场应用
PY10-5/8油田4口大位移井均使用该油基钻井液体系，该油田累计进尺24787m，钻完井总工期243天，整个钻井作业过程顺利、安全，作业质量良好。PY10-5/8油田一开20”井段采用海水钻进，稠膨润土浆清扫井眼；二开16”井段采用PDF-PLUS/KCL体系，配方：海水+0.25%NaOH+0.15%Na2CO3+0.3%PF-PACLV+1%PF-FLOTROL+0.5%PF-PLUS+3%KCL+1.5%PF-LSF+1.5%PF-LPF-H+3%PF-XC；三开12-1/4”井段和四开8-1/2”井段采用油基钻井液钻井，配方：3#白油+2.0%PF-HIEMUL主乳化剂+1.0%PF-HICOAT辅乳化剂+1.5%PF-MOALK碱度调节剂+2.0%PF-MOFAC降滤失剂+26%氯化钙水溶液+1.5%PF-MOLSF沥青树脂防塌剂+1.5%PF-MOLPF-H油基成膜剂+1.0%PF-HIRHEO-A流型调节剂+1.5%PF-HIVIS增粘剂+重晶石；五开6”井段采用油基钻井液，配方：3#白油+2.0%PF-HIEMUL主乳化剂+1.0%PF-HICOAT辅乳化剂+1.5%PF-MOALK碱度调节剂+3.0%PF-MOFAC降滤失剂+26%氯化钙水溶液+1.5%PF-HIRHEO-A流型调节剂+2.0%PF-HIVIS增粘剂+超细碳酸钙。
2.1 油基钻井液黏度随井深变化
以番禺10-5-A1H井为例（下同）图1为油基钻井液黏度随井深变化情况，整体黏度较为稳定，并未随着井深增加，黏度相应增涨，说明体系流变性能稳定。
2.2 钻井扭矩随井深变化
图2为钻井扭矩随井深变化情况，随着井深逐渐增加，扭矩也逐渐增加，增加趋势较稳定，说明该油基钻井液体系润滑性好。
2.3磨阻变化情况
图3为悬重随井深变化情况，从变化情况可以看出，实钻磨阻系数在0.2～0.3之间，并在预测范围之内，说明该油基钻井液体系携岩能力强，井眼清洁效果好，降低磨阻，满足大位移井作业的需求。
3 结论
1）研究的体系具有良好的流变性能、良好的抗污染性能、良好的抑制性能及润滑性能，能够满足大位移井钻井作业的需要。
2）现场应用表明，该油基钻井液体系黏度较低、流变性能稳定、维护简单，并具有良好的携岩能力，解决了井眼清洁问题。
3）该油基钻井液良好的润滑性，可以降低磨阻、扭矩，减小鉆机设备的负荷，减少复杂情况发生，保障钻井工程作业安全。
4）大位移油基钻井液在番禺10-5/8油田大位移井成功的应用，说明该钻井液体系能够适应番禺区块的地层，为番禺区块后续的钻井工程作业提供了帮助。
参考文献
[1] 韦红术，张伟国，张俊斌.一种适合于大位移水平井的油基钻井液体系研究[J].长江大学学报（自然科学版），2010，7（3）：235～236.
[关键词]大位移井、油基钻井液、井眼清洁、磨阻系数
中图分类号：TH572 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）32-0000-01
大位移井是在定向井、水平井和深井钻井技术的基础上发展起来的一种新型钻井技术，它集中了定向井、水平井和超深井的所有技术难点。大位移井使用的钻井液性能必须满足井壁稳定、井眼清洁、降低磨阻扭矩、保护储层等要求。番禺10-5/8油田位于珠江口盆地PY10构造群，该油田共钻4口井，其中2口定向井，2口水平井，平均井深为6196.75米，最大井深7646米，最大水平位移为6671.02米，最大水垂比为2.76，属于典型的大位移井。
1 油基钻井液体系性能评价
为了满足大位移井钻井作业需要，室內研究了一种大位移井钻井的油基钻井液体系，配方：3#白油+2.0%PF-HIEMUL主乳化剂+1.0%PF-HICOAT辅乳化剂+1.5%PF-MOALK碱度调节剂+2.0%PF-MOFAC降滤失剂+26%氯化钙水溶液+1.0%PF-HIRHEO-A流型调节剂+1.5%PF-HIVIS增粘剂+重晶石调节密度（配方中的百分数为质量分数，下同），油水体积比为80：20。
1.1 不同密度的变化情况
钻井过程中通过使用加重剂调节钻井液密度，进而调节钻井液在井筒内的液柱压力以平衡地层空隙压力，保持井壁稳定，确保钻井安全施工和井身质量。钻井液密度的调节一般使用重晶石作为加重剂，重晶石的加入不仅改变了钻井液的密度，还会影响钻井液流变性能的改变。
1.2 不同温度下油基钻井液的性能变化
在现场运用过程中，由于地层温度的不同，要求所采用的油基钻井液体系具有相对广泛的温度适应范围，以满足不同温度条件下钻井施工作业的需要。室内评价了不同高温下油基钻井液流变性能，在不同的热滚老化温度时，钻井液体系会表现出不同的性能。
1.3 油水比变化对油基钻井液性能的影响
油水比是指乳状液中油和水组分的比例关系，以总液体组分的百分数表示，油水比对新建立的钻井液体系极为重要，它决定着体系的最初粘度和HTHP失水量，同时对油基钻井液的流变性产生较大的影响，室内评价不同油水比对油基钻井液体系流变性的影响。从表3可以看出，随着油水比上升，体系粘度逐渐降低，电稳定性也逐步提高。在现场施工中，对钻井液油水比进行控制，可以调整油基钻井液的性能。
1.4 钻屑侵污性能评价
在现场施工作业中，钻井液不可避免的要受到污染，室内对该油基钻井液体系进行了钻屑侵污情况。从表4可以看出，该油基钻井液体系，随着钻屑侵污的增加，体系的性能基本保持稳定，说明该体系的抗侵污能力强。
1.5 抑制性能评价
实验室采用滚动回收法评价了油基钻井液的抑制性。油基钻井液体系中加入50g经过100℃烘干后6～10目的钻屑，经过90℃×16小时热滚，40目筛出，烘至恒重，计算一次滚动回收率达到94.4%，说明油基钻井液体系具有良好的抑制性能。
1.6 摩阻及润滑性能评价
室内采用Fann公司生产的EP极压润滑仪，对该油基钻井液的润滑性能作了评价。其中相关系数的计算方法为：摩阻系数=极压润滑仪钻井液样品扭矩读数/100。
从表5可以看出，所评价的油基钻井液润滑系数为0.06，具有良好的润滑性能；对于水基无固相钻井液而言，钻井液润滑系数为0.11；相比而言，油基钻井液具有更加优良的润滑性能，润滑系数降低了45.5%，可以满足大位移井对钻井液润滑性能的要求。
2 现场应用
PY10-5/8油田4口大位移井均使用该油基钻井液体系，该油田累计进尺24787m，钻完井总工期243天，整个钻井作业过程顺利、安全，作业质量良好。PY10-5/8油田一开20”井段采用海水钻进，稠膨润土浆清扫井眼；二开16”井段采用PDF-PLUS/KCL体系，配方：海水+0.25%NaOH+0.15%Na2CO3+0.3%PF-PACLV+1%PF-FLOTROL+0.5%PF-PLUS+3%KCL+1.5%PF-LSF+1.5%PF-LPF-H+3%PF-XC；三开12-1/4”井段和四开8-1/2”井段采用油基钻井液钻井，配方：3#白油+2.0%PF-HIEMUL主乳化剂+1.0%PF-HICOAT辅乳化剂+1.5%PF-MOALK碱度调节剂+2.0%PF-MOFAC降滤失剂+26%氯化钙水溶液+1.5%PF-MOLSF沥青树脂防塌剂+1.5%PF-MOLPF-H油基成膜剂+1.0%PF-HIRHEO-A流型调节剂+1.5%PF-HIVIS增粘剂+重晶石；五开6”井段采用油基钻井液，配方：3#白油+2.0%PF-HIEMUL主乳化剂+1.0%PF-HICOAT辅乳化剂+1.5%PF-MOALK碱度调节剂+3.0%PF-MOFAC降滤失剂+26%氯化钙水溶液+1.5%PF-HIRHEO-A流型调节剂+2.0%PF-HIVIS增粘剂+超细碳酸钙。
2.1 油基钻井液黏度随井深变化
以番禺10-5-A1H井为例（下同）图1为油基钻井液黏度随井深变化情况，整体黏度较为稳定，并未随着井深增加，黏度相应增涨，说明体系流变性能稳定。
2.2 钻井扭矩随井深变化
图2为钻井扭矩随井深变化情况，随着井深逐渐增加，扭矩也逐渐增加，增加趋势较稳定，说明该油基钻井液体系润滑性好。
2.3磨阻变化情况
图3为悬重随井深变化情况，从变化情况可以看出，实钻磨阻系数在0.2～0.3之间，并在预测范围之内，说明该油基钻井液体系携岩能力强，井眼清洁效果好，降低磨阻，满足大位移井作业的需求。
3 结论
1）研究的体系具有良好的流变性能、良好的抗污染性能、良好的抑制性能及润滑性能，能够满足大位移井钻井作业的需要。
2）现场应用表明，该油基钻井液体系黏度较低、流变性能稳定、维护简单，并具有良好的携岩能力，解决了井眼清洁问题。
3）该油基钻井液良好的润滑性，可以降低磨阻、扭矩，减小鉆机设备的负荷，减少复杂情况发生，保障钻井工程作业安全。
4）大位移油基钻井液在番禺10-5/8油田大位移井成功的应用，说明该钻井液体系能够适应番禺区块的地层，为番禺区块后续的钻井工程作业提供了帮助。
参考文献
[1] 韦红术，张伟国，张俊斌.一种适合于大位移水平井的油基钻井液体系研究[J].长江大学学报（自然科学版），2010，7（3）：235～236.