钱伟强 郝庆辉 韩东
中国石化胜利石油工程公司钻井工艺研究院 山东东营257000
摘要：井漏向来是钻井作业中较难控制的重点问题，一旦井眼与地层间的压差超出一定范围，将会直接导致井漏现象，不但会造成钻井液被大量耗费，解决井漏问题时还会额外耗损人力资源与财力资源。更严重的是，井漏问题还会直接产生井塌、卡钻以及井喷等意外事故，以至于整口井被报废。基于此，应深入探究低密度钻井液体系的种类及特点，从而选择最适合的低密度钻井液体系，有效降低井眼与地层间的压差，为钻井安全提供基本保障。
关键词：低密度；钻井液体系；种类；特点
引言
控制低密度钻井液体系时，应将钻井液体系与钻井工艺进行有机结合，不断深化与完善矿井结构，积极采取有效措施衡量钻井液密度。若地层压力为某个具体特定值时，可以应用低密度钻井液将地层流体引入井眼，以此实现钻井平衡。而地层压力系数小于且等于1时，必须确保井眼与地层间压差的合理性，规避人工操作导致的底层压裂而产生井漏风险。针对容易发生井漏事故的矿井也应尽可能避免选取油基钻井液，有效降低井漏风险。
1 气基钻井液及其特点
1.1 空气钻井液体系
空气钻井液主要适用于可以携带岩屑的空气以平稳速度涌入井眼的情形。在某种程度上空气钻井液体系在气基钻井液中具有密度最低特点。与此同时，由于空气钻井液体系的密度较低，相对于地层而言回压较小，有助于最大限度地提高机械钻速，从而延长钻头的使用寿命，有效避免水敏性较强的页岩发生膨胀现象，从源头上保障低压油气层。此外，空气钻井液还具有不漏失的良好性能，通常适用于严重漏失地层进行钻井作业。最后，空气钻井液用水量较少，对于水源极度匮乏的地区具有显著优势，但由于这种钻井液体系极易诱发井下起火及爆炸，因此还必须避免应用于含水量较高的地区。
1.2 雾化钻井液
雾化钻井液通常指少量分散在空气介质中的液体，同时也指发泡剂注射到空气流中，其产出水溶合产生的雾状流体。这种雾化钻井液属于空气钻井的继发反应，是由空气钻井流体过渡转化为泡沫钻井流体的间接形式。基于此，雾化钻井液不仅包含空气钻井液的所有良好特点，还更进一步突破空气钻井不适用于产水地层的弊端。与此同时，在雾化钻井液中可以适当加入KCl以及聚合物，从而有效防止矿井出现坍塌现象。另外，雾化钻井液携带岩屑注入地面时，其压力必须高于2.5MPa。
2 油基钻井液及其特点
油基钻井液主要包括各种油类、添加剂、有机土和水等，主要涵盖全油基和油包水反相乳化两种钻井液体系。
这种油基钻井液体系通常适用于考量钻井液稳定性以及页岩限制性两种因素的地层，具体可包括高温井、深井、粘卡和井壁垮塌等性质较为复杂的地层。油基钻井液具有极强的限制性和抗盐、钙污染的良好性能，而抗高温性能强的油基钻井液则可适用于深井；对于润滑性能强的油基钻井液则可以应用于水平井，从而有效为油气层提供保护作用。当前阶段，我国油基钻井液大多适用于深井、大位移井、水平井等。
3 水基钻井液及其特点
3.1 无固相低密度钻井液
无固相低密度钻井液并不包含膨润土和其它任何固相，且这种钻井液的密度可以利用不同种类及数量的可溶性无机盐来不断调节，添加对油气层无害的聚合物控制无固相低密度钻井液的流变参数及其滤失量。另一方面，还应在无固相低密度钻井液中投入适当的缓蚀剂，以此避免其对钻具发生腐蚀反应，并选取NaCl、CaCl2、CaBr2以及ZnBr2等无机盐。在降低无固相低密度钻井液密度时，可以加入适量聚胺、聚合醇、油等处理剂，但要保证这些液体密度小于1g/cm3。此外，这种无固相低密度钻井液的处理剂还具有来源广泛、可控选择多样等良好特点，真正实现低配制成本。
3.2 水包油低密度钻井液
水包油低密度钻井液的连续相为水，其分散相则为油、乳化剂等添加剂。在实验过程中，将适量油扩散到淡水或矿化度不同的盐水中，可形成无固相水包油乳状液。添加适量增黏剂、降滤失剂和乳化剂等可以调节水包油低密度钻井液性能，利用适当油水比和添加不同质量分数的可溶性无机盐则能将水包油低密度钻井液的密度控制在合理范围内。相比于其他普通水基钻井液，水包油低密度钻井液配制成本相对高，但密度低、抗高温，最重要的是性能稳定。
结语
研究低密度钻井液体系的种类及特点对防止井漏现象具有积极意义，具体可以从增加空隙压力、坍塌压力、破裂压力以及地应力四个方面着手明确钻井液密度。与此同时，对于容易发生井漏风险的矿井，应综合考量配制成本、操作技术等重要因素，避免选取油基钻井液，而对于井温、井壁稳定性、泥页岩的水化程度等方面影响因素也必须高度重视，深入探究其对钻井液功能的限制性，在保持井眼稳定性的基础上开展后续相关工作。
参考文献
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[2]吴应凯,石晓兵,陈平,聂荣国,李黔,刘保安,吴晓明,滕国权. 低压易漏地层防漏堵漏机理探讨及现场应用[J]. 天然气工业. 2014(03)
作者简介：
钱伟强，男，1986年11月出生，泥浆工，从事油气井生产钻井液技术相关工作。
郝庆辉，男，1978年11月出生，工程师，从事油气井生产钻井液技术相关工作。
韩东，男，1979年11月出生，工程师，从事油气井生产钻井液技术相关工作。