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【摘要】随着钻井过程中遇到的地层复杂性增加，在使用常规钻井月钻井时会出现井眼液注压力较地层孔隙压力高的情况，造成地钻井液对地层的侵入，降低了油气层的渗透率。研究超低渗透钻井液的相关特点、机理以及关键技术会更有实际意义。
【关键词】超低渗透 钻井液 机理
超低渗透钻井液是在特殊聚合物处理剂的作用下，在井壁岩石表面形成胶束以对岩石表面各类直径的孔喉实现封堵，还能在表面形成超低渗透封堵膜，对不够渗透性地层与微裂缝泥页岩地层达到有效封堵，这是利用到了聚合物胶束和胶粒界面的吸力和可变形性，能完全隔离钻井液与滤液，避免了朝地层渗漏，朝零虑失钻井靠近。对于不同渗透性地层，其封堵可以通过同一配方的超低渗透钻井液来实现，该堵漏效果有着较广的适用性。传统钻井液中的桥堵作用是以颗粒分布以及地层孔喉之间的吻合程度来决定，适用范围相对较小。超低渗透钻井液能在岩石表面快速的形成封堵薄层，不需要深入岩石深处，消弱封堵膜的作用可以通过消除过平衡力达到，且反向流动就能清楚封堵膜，这就方便了清除完井以及生成过程中形成的封堵层，不会出现因永久堵塞造成的储层伤害。对于超低渗透钻井液形成的封隔层，其承压能力很高，这就提高了漏失压力和破裂压力梯度，扩大了安全密度窗口，在进行钻长裸眼多套压力层系和压力衰竭地层中出现的漏失、卡钻、坍塌和油层损害等技术难题时能得到更好解决。超低渗透钻井液形成的较薄的封堵层，在表面对压力传递有着很强的阻隔作用，与常规钻井液形成的泥饼想对比，很好的避免了因泥饼压差引起的卡钻现象。
1 超低渗透钻井液特点分析
在超低钻井液中使用的添加剂多为细小固体颗粒和多种低相分子质量聚合按一定比例配制得到的混合物。因为其成分中聚合物和固体颗粒表面产生的变化而表现出不同的润湿性和溶解性，超低渗透钻井液添加剂就是按照一定的比例对这些成分进行混合。在水溶性流体内加入这种混合物后，亲油物质出现较少的润湿和溶解，以缔合的形式形成聚集体能使得体系能量降低为最低。该过程类似于胶束的形成，只是结构相对简单且对矿化度和压力的变化不敏感，高温的稳定性相对较好。产品加入到油基钻井液与水溶性流体有着类似的机理，区别在于聚集体组成成分中亲油性更多，也形成了岩石表面超低渗透屏蔽层的关键因素。封堵层能直接避免了流液侵入与压力传递，在钻井液进入地层的瞬间就可以形成。在过平衡压力作用下，常规泥浆添加剂会因虑失在通过时形成连续性渗漏。聚集体能有效的保护李峰和层理面之间形成的封堵。
超低渗透钻井液的特点主要是体现在以下几个方面：因为在岩石中的侵入深度有所限制，虑失性能有较低，就阻止了钻井液对页岩的侵蚀，其形成的页岩封闭的缝隙也能阻止地层受到钻井液的渗透，其律师梁的函数不再是时间的平方根，在地层形成的封闭膜会在压差作用下附着在井壁；渗透率恢复情况在膜可实现有效清除下更加良好，利于提高产能；有着更好的环保性能。
2 超低渗透钻井液的作用机理
2.1 减小储层伤害和降低虑失的机理
超低渗透钻井液在钻井使用中，钻井液中的聚合物会聚焦而形成可变性的胶束，在其向页岩进行渗透时，页岩上胶束的迅速铺开，可以再孔喉处形成较低渗透的封闭膜，对钻井液的渗透可以实现有效阻止。如果是在钻进国产中形成的页岩裂缝，超低渗透钻井液会对裂缝形成填塞，裂缝碎片和孔隙表面会出现一定的张力，张力会随着孔隙与碎片的减小而加大，在此作用下阻止了钻井液的进一步虑失。由于超低渗透钻井液能在通过井壁表面能形成高致密度和无法渗透的封堵膜，其对微裂缝泥页岩和不同地层都能有效封堵，在井壁外形成的保护膜也对钻井液和其他滤液形成了很好的隔离，避免对地层的滲漏，逐步朝零虑失钻进靠近，地层内颗粒转移的减少，能有效的保护油气层。
2.2 提高地层承压能力的机理
钻井施工中井壁与钻具之间形成的摩擦力会通过钻杆形成过平衡压力而作用在井壁上，过平衡压力过大会对井壁造成危害，形成坍塌和钻井液严重漏失的后果，需要对其进行减弱和消除。在超低渗透钻井液体系中，过平衡压力可以通过钻井液的封堵性能来消除，隔断了压力对地层的传送，从而减少了因过平衡力带来的钻杆冲击而不会出现坍塌和钻井液严重漏失的情况。
2.3 消除压差卡钻机理
钻井液液注压力和地层孔隙压力之间的差成为压差，过大的压差会导致卡钻。在钻杆和易渗透地层接触时，钻杆会因为钻井液产生的过平衡压力而顶靠井壁，发生卡钻。对压差卡钻进行分析，可发现一个重要的因素是钻井液滤饼的性能，滤饼的加厚会导致钻杆上泥饼的增加，也增加了与钻杆的接触面积，从而更容易发生卡钻。对于超低渗透钻井液，岩石表面形成的低渗透屏障保证了钻井液的虑失量，也减少了滤饼的厚度，组织了压差向地层的传递，大大降低了卡钻的风险。
2.4 堵漏机理
超低渗透钻井液的胶束可在弱胶结地层的裂缝形成有效屏障的同时，也可通过薄片对液体的吸收而膨胀，对漏失处的封堵材料形成束缚，受到压力时将颗粒中的滤液挤出，一般封堵材料为去水化，对于漏失处的封堵效果更好。其在钻井液的胀流星作用下而粘在一起，粘度会随着流速的增加而增大。在虑失区，钻井液渗漏到地层后因膨胀剂而停留，形成的架桥封堵可抵抗超过6.895MPa的压差。对于不同胀流性的钻井液需要添加不同用量的添加剂。
3 超低渗透钻井液的关键处理剂
在超低渗透钻井液体系中关键的因素是可形成超低渗封闭层的材料。在实验室相关实验表明，超低渗透钻井液处理机中的聚合物加入到水基钻井液时，由于其疏水性与亲水性等特点而在井壁表面形成媳妇的双分子层，其向空间的纵深延伸，在聚合物浓度增加的情况下还可形成球形聚集体而形成封闭层。对比常规处理剂，超低渗透钻井液的处理剂需要有部分水溶性和油溶性，具有可变性粒子来适应尺寸范围较大的微裂缝和孔隙，防塌性能较好，能有封闭和化学抑制协通作用，且满足环保要求。综合以上要求，可以选用有以下几类：通过天然产物中提炼而成的胶束聚合物，能溶于非极性溶剂且在水中不溶解只溶胀；通过不同植物加工混合得到的植物衍生物，在渗透率高的地层可辅助封闭膜的形成；由烃类组成的可变性聚合物，在分子间作用下形成胶束，可提供可变性粒子来封闭裂缝和孔喉；有机合成聚合物，在水中形成膨胀倍速高速度快的弹粘体而对高渗透层形成封闭层；通过高级脂肪醇树脂经水溶性加工而得到的改性聚合物，封堵后易降解、无毒。
参考文献
[1] 蒲吉玲.使用高密度钻井液防卡技术探讨[J].西部探矿工程，2013.1
[2] 陆永茂.保护油气层的改型钻井液工艺[J].汉中科技，2008.4
【关键词】超低渗透 钻井液 机理
超低渗透钻井液是在特殊聚合物处理剂的作用下，在井壁岩石表面形成胶束以对岩石表面各类直径的孔喉实现封堵，还能在表面形成超低渗透封堵膜，对不够渗透性地层与微裂缝泥页岩地层达到有效封堵，这是利用到了聚合物胶束和胶粒界面的吸力和可变形性，能完全隔离钻井液与滤液，避免了朝地层渗漏，朝零虑失钻井靠近。对于不同渗透性地层，其封堵可以通过同一配方的超低渗透钻井液来实现，该堵漏效果有着较广的适用性。传统钻井液中的桥堵作用是以颗粒分布以及地层孔喉之间的吻合程度来决定，适用范围相对较小。超低渗透钻井液能在岩石表面快速的形成封堵薄层，不需要深入岩石深处，消弱封堵膜的作用可以通过消除过平衡力达到，且反向流动就能清楚封堵膜，这就方便了清除完井以及生成过程中形成的封堵层，不会出现因永久堵塞造成的储层伤害。对于超低渗透钻井液形成的封隔层，其承压能力很高，这就提高了漏失压力和破裂压力梯度，扩大了安全密度窗口，在进行钻长裸眼多套压力层系和压力衰竭地层中出现的漏失、卡钻、坍塌和油层损害等技术难题时能得到更好解决。超低渗透钻井液形成的较薄的封堵层，在表面对压力传递有着很强的阻隔作用，与常规钻井液形成的泥饼想对比，很好的避免了因泥饼压差引起的卡钻现象。
1 超低渗透钻井液特点分析
在超低钻井液中使用的添加剂多为细小固体颗粒和多种低相分子质量聚合按一定比例配制得到的混合物。因为其成分中聚合物和固体颗粒表面产生的变化而表现出不同的润湿性和溶解性，超低渗透钻井液添加剂就是按照一定的比例对这些成分进行混合。在水溶性流体内加入这种混合物后，亲油物质出现较少的润湿和溶解，以缔合的形式形成聚集体能使得体系能量降低为最低。该过程类似于胶束的形成，只是结构相对简单且对矿化度和压力的变化不敏感，高温的稳定性相对较好。产品加入到油基钻井液与水溶性流体有着类似的机理，区别在于聚集体组成成分中亲油性更多，也形成了岩石表面超低渗透屏蔽层的关键因素。封堵层能直接避免了流液侵入与压力传递，在钻井液进入地层的瞬间就可以形成。在过平衡压力作用下，常规泥浆添加剂会因虑失在通过时形成连续性渗漏。聚集体能有效的保护李峰和层理面之间形成的封堵。
超低渗透钻井液的特点主要是体现在以下几个方面：因为在岩石中的侵入深度有所限制，虑失性能有较低，就阻止了钻井液对页岩的侵蚀，其形成的页岩封闭的缝隙也能阻止地层受到钻井液的渗透，其律师梁的函数不再是时间的平方根，在地层形成的封闭膜会在压差作用下附着在井壁；渗透率恢复情况在膜可实现有效清除下更加良好，利于提高产能；有着更好的环保性能。
2 超低渗透钻井液的作用机理
2.1 减小储层伤害和降低虑失的机理
超低渗透钻井液在钻井使用中，钻井液中的聚合物会聚焦而形成可变性的胶束，在其向页岩进行渗透时，页岩上胶束的迅速铺开，可以再孔喉处形成较低渗透的封闭膜，对钻井液的渗透可以实现有效阻止。如果是在钻进国产中形成的页岩裂缝，超低渗透钻井液会对裂缝形成填塞，裂缝碎片和孔隙表面会出现一定的张力，张力会随着孔隙与碎片的减小而加大，在此作用下阻止了钻井液的进一步虑失。由于超低渗透钻井液能在通过井壁表面能形成高致密度和无法渗透的封堵膜，其对微裂缝泥页岩和不同地层都能有效封堵，在井壁外形成的保护膜也对钻井液和其他滤液形成了很好的隔离，避免对地层的滲漏，逐步朝零虑失钻进靠近，地层内颗粒转移的减少，能有效的保护油气层。
2.2 提高地层承压能力的机理
钻井施工中井壁与钻具之间形成的摩擦力会通过钻杆形成过平衡压力而作用在井壁上，过平衡压力过大会对井壁造成危害，形成坍塌和钻井液严重漏失的后果，需要对其进行减弱和消除。在超低渗透钻井液体系中，过平衡压力可以通过钻井液的封堵性能来消除，隔断了压力对地层的传送，从而减少了因过平衡力带来的钻杆冲击而不会出现坍塌和钻井液严重漏失的情况。
2.3 消除压差卡钻机理
钻井液液注压力和地层孔隙压力之间的差成为压差，过大的压差会导致卡钻。在钻杆和易渗透地层接触时，钻杆会因为钻井液产生的过平衡压力而顶靠井壁，发生卡钻。对压差卡钻进行分析，可发现一个重要的因素是钻井液滤饼的性能，滤饼的加厚会导致钻杆上泥饼的增加，也增加了与钻杆的接触面积，从而更容易发生卡钻。对于超低渗透钻井液，岩石表面形成的低渗透屏障保证了钻井液的虑失量，也减少了滤饼的厚度，组织了压差向地层的传递，大大降低了卡钻的风险。
2.4 堵漏机理
超低渗透钻井液的胶束可在弱胶结地层的裂缝形成有效屏障的同时，也可通过薄片对液体的吸收而膨胀，对漏失处的封堵材料形成束缚，受到压力时将颗粒中的滤液挤出，一般封堵材料为去水化，对于漏失处的封堵效果更好。其在钻井液的胀流星作用下而粘在一起，粘度会随着流速的增加而增大。在虑失区，钻井液渗漏到地层后因膨胀剂而停留，形成的架桥封堵可抵抗超过6.895MPa的压差。对于不同胀流性的钻井液需要添加不同用量的添加剂。
3 超低渗透钻井液的关键处理剂
在超低渗透钻井液体系中关键的因素是可形成超低渗封闭层的材料。在实验室相关实验表明，超低渗透钻井液处理机中的聚合物加入到水基钻井液时，由于其疏水性与亲水性等特点而在井壁表面形成媳妇的双分子层，其向空间的纵深延伸，在聚合物浓度增加的情况下还可形成球形聚集体而形成封闭层。对比常规处理剂，超低渗透钻井液的处理剂需要有部分水溶性和油溶性，具有可变性粒子来适应尺寸范围较大的微裂缝和孔隙，防塌性能较好，能有封闭和化学抑制协通作用，且满足环保要求。综合以上要求，可以选用有以下几类：通过天然产物中提炼而成的胶束聚合物，能溶于非极性溶剂且在水中不溶解只溶胀；通过不同植物加工混合得到的植物衍生物，在渗透率高的地层可辅助封闭膜的形成；由烃类组成的可变性聚合物，在分子间作用下形成胶束，可提供可变性粒子来封闭裂缝和孔喉；有机合成聚合物，在水中形成膨胀倍速高速度快的弹粘体而对高渗透层形成封闭层；通过高级脂肪醇树脂经水溶性加工而得到的改性聚合物，封堵后易降解、无毒。
参考文献
[1] 蒲吉玲.使用高密度钻井液防卡技术探讨[J].西部探矿工程，2013.1
[2] 陆永茂.保护油气层的改型钻井液工艺[J].汉中科技，2008.4