頁(yè)巖氣水平井鉆井液技術(shù)的難點(diǎn)及其選用原則

魏 泉，裴 成，童世全

（西部鉆探準(zhǔn)東鉆井公司，新疆阜康 831500）

頁(yè)巖氣水平井鉆井液技術(shù)的難點(diǎn)及其選用原則

魏 泉，裴 成，童世全

（西部鉆探準(zhǔn)東鉆井公司，新疆阜康 831500）

我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，頁(yè)巖氣成為當(dāng)下非常重要的潛在能源，盡管其存在的形態(tài)多種多樣，但是在主體的形式上其性質(zhì)應(yīng)該是一種天然氣，以甲烷的方式存在。在對(duì)頁(yè)巖氣的利用過(guò)程中，其以高效、清潔的優(yōu)勢(shì)深受人們的喜愛(ài)，同時(shí)氣層又和常規(guī)的能源之間有著一些差異，這些差異的存在對(duì)氣流阻力和滲透率都有影響，所以也給開(kāi)發(fā)的過(guò)程一些難度。

頁(yè)巖氣；水平井鉆井液技術(shù)；難點(diǎn)；原則

伴隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)頁(yè)巖氣需求量增大，當(dāng)前我國(guó)的頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)和利用過(guò)程得到了較大的重視。在新能源的獲取和研究工作中，我國(guó)相關(guān)工作人員也不斷開(kāi)發(fā)新項(xiàng)目，以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高。

1 頁(yè)巖氣水平井鉆井液技術(shù)的難點(diǎn)

1.1 關(guān)于井壁穩(wěn)定性的難點(diǎn)

關(guān)于井壁的穩(wěn)定性，通常都與井眼對(duì)頁(yè)巖的穩(wěn)定性有關(guān)，在有裂縫的地方，或是薄弱層還有底層，頁(yè)巖就會(huì)與鉆井實(shí)現(xiàn)結(jié)合的形式，逐漸形成對(duì)頁(yè)巖強(qiáng)度以及空隙之間壓力的改變，最終降低其穩(wěn)定性。如果出現(xiàn)的不穩(wěn)定情況是因?yàn)榭紫兜膲毫λ鶎?dǎo)致，那么在相互的作用形式下，還會(huì)對(duì)其膨脹力和水化應(yīng)力產(chǎn)生影響。在出現(xiàn)了濾液以后，水變化狀態(tài)下出現(xiàn)膨脹和張力增加的情況，對(duì)拉伸產(chǎn)生影響。如果沒(méi)有出現(xiàn)膨脹的情況，那么對(duì)應(yīng)的張力就會(huì)相對(duì)減小，對(duì)局部的收縮情況和穩(wěn)定性都會(huì)產(chǎn)生影響。如果頁(yè)巖具備了滲透的性質(zhì)，就會(huì)直接滲入到濾液當(dāng)中，確保了鉆井液的壓力以及孔隙的壓力平衡性，實(shí)現(xiàn)原有的支撐效果[1]。另外，水化應(yīng)力在表現(xiàn)形式上還具備一定的排斥性，對(duì)空隙之間壓力的增加有一定的張力形式作用，所以一旦其發(fā)展到一定程度，就能降低黏結(jié)顆粒的作用，還有較大的不穩(wěn)定情況。針對(duì)一些質(zhì)量較為低下的層膠結(jié)或?qū)永戆l(fā)育的水敏性頁(yè)巖，經(jīng)過(guò)濾液浸入以后，還會(huì)使得膠結(jié)性遭到破壞，如果這種存在于裂縫當(dāng)中，本身對(duì)力學(xué)的平衡性還產(chǎn)生破壞，那么就會(huì)使得巖石出現(xiàn)破碎等問(wèn)題。

1.2 高扭矩與高摩擦的難點(diǎn)

通常情況下，淺層大位移水平在定向造斜率上都會(huì)形成比較高的形式，如果鉆井形式在斜井處實(shí)施，定向期間就會(huì)出現(xiàn)井壁小臺(tái)階等問(wèn)題，等級(jí)較大的數(shù)值產(chǎn)生直接的影響，進(jìn)而導(dǎo)致鍵槽情況的出現(xiàn)。如果水平井段需要實(shí)施鉆井，那么定向過(guò)程中井壁就會(huì)出現(xiàn)較大的摩擦力，因此在進(jìn)行鉆井的時(shí)間內(nèi)，工作人員要盡可能選擇更具潤(rùn)滑性質(zhì)的鉆井液，另外還要考慮到水平井段處長(zhǎng)，以及井眼曲折率大、摩擦效果也更大的因素，下套管的過(guò)程中也應(yīng)考慮到黏卡等問(wèn)題，因此實(shí)施水平技術(shù)時(shí)就必須確保更高的實(shí)施要求。

1.3 清除巖屑方面的難點(diǎn)

在水平井造斜段進(jìn)行實(shí)施的過(guò)程中，通常井斜會(huì)出現(xiàn)很大的變化，對(duì)井眼的處理產(chǎn)生一定的影響，另外水平井水平段中，巖屑重力與頁(yè)巖塔都會(huì)有一些直接受影響的問(wèn)題使得井眼不夠清潔，尤其是小井眼泵壓較高、空間小等原因，又導(dǎo)致排量受到限制。那么在進(jìn)行施工時(shí)就會(huì)出現(xiàn)巖屑床的情況，使得摩擦力與扭矩大大提高。在這種情況下，工作人員就要加大清砂能力，提高鉆井液的流變性。針對(duì)地層的情況，確保鉆井井壁和鉆井液得到穩(wěn)定保障的基礎(chǔ)上，面對(duì)破碎或膨脹問(wèn)題就要盡可能降低井漏、卡鉆和坍塌情況的發(fā)生率，多從潤(rùn)滑劑性能方面考慮。

2 頁(yè)巖氣水平井鉆井液技術(shù)的應(yīng)用原則

應(yīng)用頁(yè)巖氣水平鉆井技術(shù)的過(guò)程中，除了如上所述的利用較強(qiáng)的能夠抑制的水基鉆井液以外，還需要對(duì)鉆井液和油基鉆井的液合成利用，以確保防卡和穩(wěn)定的效果。期間要注意到潤(rùn)滑的情況，確保井眼清潔的效果。而在利用水基實(shí)施鉆井液的過(guò)程中，更是要保障井壁的穩(wěn)定性，那么工作人員要在封堵和抑制能力上進(jìn)行改善。比如抑制形態(tài)，頁(yè)巖穩(wěn)定性的實(shí)現(xiàn)必須降低鉆井液中具流水力，任何形式的頁(yè)巖，都要確保封堵與較高黏稠度得以維持，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖滲透度的降低目的。再比如針對(duì)一些滲透率較低的頁(yè)巖，就需要降低水力流動(dòng)，充分利用一些活度低的鉆井液在滲透回流上實(shí)現(xiàn)。在實(shí)施頁(yè)巖氣水平鉆井的過(guò)程中，要實(shí)現(xiàn)良好性能的應(yīng)用，就要確保內(nèi)部摩擦阻值的降低，并增加保護(hù)層，確保很強(qiáng)的潤(rùn)滑。具體施工期間，工作人員就要采用無(wú)粘土進(jìn)行抑制，根據(jù)實(shí)際的潤(rùn)滑效果以及抑制性能，應(yīng)用具有如硅酸鹽、甲基葡萄糖的化學(xué)元素鉆井液。另外，為了更好地防止鉆井液入侵，還可以使用油基鉆井液，一定程度上產(chǎn)生毛細(xì)管的巨大壓力，于是具備防卡與潤(rùn)滑劑作用，提高井壁穩(wěn)定性。在國(guó)外，頁(yè)巖氣實(shí)施過(guò)程通過(guò)對(duì)油基鉆井液的利用，我國(guó)則對(duì)頁(yè)巖氣的應(yīng)用處于不斷開(kāi)發(fā)與研究的過(guò)程，合成鉆井液形式的應(yīng)用比較成熟，但實(shí)際應(yīng)用卻存在一些不穩(wěn)定和漏失現(xiàn)象，工作人員需要根據(jù)層理在底層的各種因素去分析和判斷，預(yù)防出現(xiàn)封堵的情況。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水平井技術(shù)是頁(yè)巖氣實(shí)施開(kāi)發(fā)過(guò)程中最重要的技術(shù)，因其本身的特征屬于一種天然裂縫與層理形式，很容易破碎，因此在應(yīng)用這種技術(shù)時(shí)，工作人員必須針對(duì)其中存在的一些難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行分析，通過(guò)總結(jié)選用原則落實(shí)實(shí)施，不斷促進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)的高效應(yīng)用和發(fā)展。

[1] 唐安雙.頁(yè)巖氣水平井鉆井技術(shù)研究與應(yīng)用[D].西安：西安石油大學(xué)，2013.

D i f f i c u l t i e s i n D r i l l i n g F l u i d T e c h n o l o g y o f S h a l e G a s H o r i z o n t a l We l l a n d I t s S e l e c t i o n P r i n c i p l e

Wei Quan，Pei Cheng，Tong Shi-quan

The continuous development of science and technology in China，shale gas has become a very important potential energy，although its existence in a variety of forms，but in the form of the main form of its nature should be a natural gas，the existence of methane and the formation of The In the process of using shale gas，it is well

by people with high eff i ciency and cleanliness，and there are some differences between gas and conventional energy.The presence of these differences has an impact on airf l ow resistance and permeability，So it is also some diff i culty in the development process.

shale gas；horizontal well drilling fl uid technology；diff i culty；principle

TE254

A

1003-6490（2017）08-0248-01

2017-06-06

魏泉（1973—），男，新疆克拉瑪依人，工程師，主要從事鉆井液技術(shù)管理工作。