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4 2 石油钻 井工程 第4 春 第2 j 盯 l g g 7 年6 月 传统的钻井液设计所面临的挑战 。 蔡利山周体秋 地矿邦石{ 由钻井研究所 传统的钻井泣设计在内容上有不完善之处 文中提 出的设计思路力求将储屉保护蚋几设计 3 F_ l 堡 垡茎 苎墨 _兰 兰 施 摘要 尤其是涉厦有关储屡保护的问 题，设计内容中尚属空白． 使钻井液技术从设计到施工能够吏好地与完井工程衔接． 々 岛 案 五 旧 五 0 现代钻井技术要求钻井液必须同时具备保证安全钻井、有效保护储层、与完井工程相 匹配三种功能．以往的钻井液设计大多注重于确保钻井工程的安全进行，即通过各种手段 包括使用不同体系、不同类型的添加剂 增强钻井液流体的抑制能力，保证井壁稳定． 直至今天，这一原则仍贯穿着整个钻井液设计的始终，如果油气藏的开采方式不发生彻底 的、革命性的变化，这一原则将会一直坚持下去．问题在于钻井 目的最终是得到矿藏井取 得较为客观的效益，从纯经济角度讲。当一口 井建成投产后，所得到的利润应当是全部建 井工程 包括各种税收、义务支出等 所耗费费用的几倍乃至十几倍，才能说这口井是完 全成功的．油井的储量因素是固定不变的。为了得到最大的产量，建井、完井过程中的每 一 个环节对于一口井未来的产量都是活跃因素，在这些可变因素中，最活跃的因素当致钻 井液． 国外的安德森通过研究得出了一个结论钻井液是钻井过程中最敏感的因素，采用合 适的钻井液参教能够获得最大的经济效益．就是说，如何使钻井液工艺与钻井施工、工程 各环节以及完井操作阶段的配套衔接更加台理和有效，很大一部分工作可在实验室完成。 其余的则是现场管理工作，包括技术管理和人员的工作状况管理，无需购置专门的设备即 能见到直接效益 如井眼稳定、钻井效率提高、保护储层等． 钻井液设计工作回厥 8 0年代初期的钻井液设计内容大都比较简单．翻阗一下当时的钻井工程设计就会发 现。钻井液部分所占篇幅很小，主要内容包括钻井液体系 配方的选定、钻井液性能参 数控制范围、施工用材料种类及数量、现场维护处理注意事项、报表资料的收集和上交要 求等几大部分．当时往往出现这样的情形钻进时发现质量很好的油砂，取心后评价地层 的含油率也很高，但完井试油时所出现的结果与开始的期望却大相径庭，许多时候甚至见 维普资讯 蔡利山等捧抗的钻井液设计所面临的挑战 不到一丝油星。很显然，这是钻井液污染堵塞了储层．之所 以出现这种情况，很大一部分 原因要归于钻井液设计工作的不完善． 随着钻井液技术的不断发展，特别是聚合物钻井液技术的应用及推广，钻井液设计在 内容上有所增加，但 在范围上仍无大的突破 ．同以前相比．主要增加 了现场固控设备的配 备及使用要求、钻井液用量的估算、现场维护处理的安全措施、井下出现复杂情况时的应 急措施、特殊作业阶段 如测井、中途测试、井壁取心等的辅助安全措施和环境保护措 施．这种基本的设计格式在大部分作业单位一直持续至今，可能还将继续保持一段时间． 可以看出，现阶段钻井液设计的一个突出特点是千方百计保证建井过程中各种作业能顺利 进行，而中心部分则是保证钻井作业的井下安全．在每口井的 “ 钻井液设计”栏 目中，这 一 主导思想十分明确，但却很少涉及到储层保护及完井配合措施。从生产角度出发，一口 井从开钻到下完油层套菅仅完成了全部作业量的 6 0 ％一7 0 ％，接下来的工作对于油气井的 产量仍至关重要，现在一般将其归入完井部分，由采油作业队完成．至于先期的钻井工程 与后面的完井试采工程如何较好地衔接，这在今天的钻井液设计中几乎仍是一个空白。 关于钻井液体系的选用原则及存在的问题 按照标准的设计范围，现阶段进行钻井液设计的基本依据是 ①邻井地层压力， 地层破裂压力效据、 Dc曲线、井径曲线； ②邻井钻井液使用情况、固相控制、井下复杂情况及其处理过程 井场供永情况及当地环境对于废弃钻井液的排放要求． 在上述依据的基础上，根据地层压力梯度、岩性、岩屑的 C E C值、地温梯度、地层 中 盐的类型及存在状况、井壁稳定性 及钻井和储层保护要求．结合邻井钻井液选型及使用 情况最终确定待施工井的钻井液 类型。在一般情况下， “ 规范”优先推荐使用低固相聚 合 物钻井液体系，在含盐较多的地层，则推荐使用相应的分数型钻井液，如盐基钻井液、钙 基钻井液、油基钻井液等。严格执行规范要求对于确保钻井作业安全十分必要，但上述基 本要求所暴露出来的不足是在满足施工安全的大前提之后，如何就油气保护方案提出定量 化措施。钻井的最终 目标是获得具有工业油气流的产能，对于开发历史鞍长的油气 田或储 能衰减鞍严重的地区，这种保护方案显得尤为重要。 目 前现场技术人员广泛使用的 钻井 手册 甲方 以及设计人员较为重要的参考手册 钻井工程技术规范 标准 ， 条例汇编 对于钻井液的设计及安全使用均做了较为详尽的规范．有关储层保护的要求，手册中只对 保护原则进行了定性的描述，尽管 钻井手册 甲方 对于储集层常见的 5种敏感损害 类型进行了较明确的叙述，但由于有关储层的物性解释及特征参数资料一般保存于测井或 试采部f 1 ，导致设计人员在进行钻井液的设计时，常常得不到或不能较全面地得到有关的 技术数据，因此无法在设计中体现相应的技术措施。 一 般情况下，设计中提及的储层保护措施有 ①控制合适的钻井液密度，使液柱压力不大于储层压力 打开储层前加入非永久性封堵材料或屏蔽剂．阻挡外来物质向储层深处运移。 其余诸如适宜的粒度分布、滤液与地层永的相容性、活性土稳定措旅等均体现不出来． 因此当一IZ I 井的钻井工序完成之詹，储层保护究竟达到了何种程度，旅工者与设计者均得 维普资讯 石油钻 井工程 第4 整 第2 胡 1 9 9 7 年6 ,E l 不到较为肯定的结论，塌后一口井的成败得失往往只由该井在施工过程中是否发生过影响 生产连续进行的事件来决定，至于完井后井的产能如何似乎与钻井队或钻井液设计并无太 大的关系．这种状况如不加以改进，将会在很大程度上影响未来油气资源的开采．对于预 探井，由于没有代表储层实际情况的岩样资料作参考，设计时根据常规制定保护措施即可 但对于开发井．特别是生产井．笔者认为设计人员应当尽可能详尽地收集储层保护的有关 资料，根据这些资料制定相应的施工方案和台理的保护措施． 理想的钻井液没计方案 迄今为止，用于钻开油层的钻井液类型已有数种，母一种类型对于储层的影响程度均 不同．进入9 O年代以来，钻井液家族中又增添了人工合成基体系和MMH体系，井已在现 场进行了一定规模的应用．评价结果表明，这两种体系对于储层的损害均比较小，完井后 油井的产量比以其它类型钻井、完井液施工的井普遍有所提高，最好者提高将近一倍．可 以说，每一种取得成功的钻井液体系，其应用的关键都在于体系的液相与储层的流动相是 否相匹配，这就需要在进行钻井液设计前了解与储层相关的各种资料，尽可能减少设计的 不合理性．由于预探井和开发井在设计过程中所得到的参考资料的途径不同，可参考价值 也不同，因此在进行钻井液设计时所遵循的基本思路也不尽相同． 理想的预探井钻井液设计方案见图 1 ，开发井钻井液设计方案见图2 ． 围1 覆舞井钻井液设计 维普资讯 蔡利山等传统的钻井液设计所面临的挑战 围2 开发井钻井液设计 结束语 任何一项技术在其不断发展的同时，所面临的最大挑战就是如何更好地消除由其本身 所带来的问题．在现代石油钻井作业中，钻井液技术作为该行业的一项主要技术分支有了 长足的进展。特别是近2 0 年来，钻井液技术又上了两个台阶，其一是各类聚电解质体系的 成功应用其二是自 9 O年代初兴起的人工台成正电胶体系及生物可降解合成基体系的应 用．同其它技术一样，钻井液技术的进步在解决了大量的现场施工问题的同时，也带来了 维普资讯 - 4 6- 石油钻井工程 第4 卷 第2 期 1 9 9 7 年6 月 诸如施工效率、技术选择、产层合理保护、环境等问题． 随着市场经济的发展．石油钻井效益的评价最终将完全转向以井的产能为主要指标的 目标化管理，不难想象，未来的钻井液技术将围绕储层保护这一中心展开各种工作．而现 场管理人员对于各项拟定好的钻井液技术能否进行比较到位的实施，关键在于钻井液施工 设计是否能准确、周详地将各项技术内容体现出来．因此钻井液设计将不再是一种简单格 式化的文本，而是各种数据、资料系统有机的运用．这就要求设计人员应具备较为全面的 知识和技能，不但要精通与钻井液直接相关的各种技术．而且要熟悉或掌握相邻专业的一 些基本知识，如地质录井、电测井、测试及试采等各学科的综合知识， ． 并能够借助计算机 专家系统对设计进行不断更新与完善． 有了质量较高的设计．还必须在现场认真执行设计．设计能够执行到何种地步最终取 决于现场操作者，因此有必要以井的最终经济 目 标来控制、引导操作者认真执行设计．对 此，笔者有如下建议和构想 ①对于具有一定规模的油田，试采部门应对所有的生产井进行综合评价，最终得出在 当时的技术条件下所能达到的合理的产能指标． ②以上述指标为基准．对于已完成并投入生产的井进行产量评价，逐步探索并制定相 关的经济政策，对于产量达到或超过基准产能的井的施工者进行经济奖励．有了良好的保 护开端，才有最终的高产量．一口井的成功是所有参加施工者劳动的结晶，对于主要负责 人员及直接管理者如钻井队长、钻井液技术负责人、司钴应进行专门的奖励． 参考羹抖 1 ．钻井手册 ‘ 甲方 ．石油工业出版社， 1 9 9 0 2 钻井工程技术规范 - 标准条例{ [ 鳊石油大学 出版杜 1 9 9 4 责任警辑●玉良 上接第 4 1 页 结束语 归结趋来，石西地区水平井钻井液完井液技术要点应考虑以下几个方面 1． 提高排量，增大返速．这是一个必须高度重视的问题，它关系到井眼清洁、减阻防 卡问题的解决． 2． 合理控制钻井液密度．这是井眼稳定、防喷防漏的重要控制措施。 3． 按照斜井携岩理论，台理进行钻井液流变性控翩． 4 ．促使形成薄而致密的低渗透泥饼，降低高温高压滤失量，保持优良润滑性．这是保 证井眼稳定，减阻防卡所必须的． 5 ．对裂缝性油藏实施有效的保护． 责任编辑冀涪啊 维普资讯