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[摘 要]油田钻井作业过程产生的钻井污水、废弃钻井液等作业废液含有无机盐、石油类、悬浮颗粒及可溶性有机小分子化合物和高分子聚合物，若直接排放，势必对周边生态环境造成严重危害。因此了解钻井作业对储层的伤害对如何提高钻井作业污水处理水平的研究有一定的现实意义。
[关键词]钻井污水 钻井液 储层
中图分类号：TE254.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）30-0300-01
1 前言
在钻井作业中所产生污水，其来源主要包括了机器设备的冲洗水、砂样冲洗的污水、在泥浆产出后井底返出水、井场地面污水，这些污水随排污通道系统一并排入泥浆池中，由于钻井泥浆具有很高的稳定的体系，在泥浆中所包含的原料含有细小颗粒物和高密度的分散物质，从而使得最后的排污成分具有了高浓度的有机体。随着在泥浆池里沉积，形成的液体悬浮在上层形成钻井作业的污水。其特性是pH值含量高、高色度、高悬浮物、高稳定性、高含盐特征，对其生化降解的难度很大。
2 钻井液对储层的伤害
钻井液对储层的伤害主要有两个因素：一是储层对钻井液的吸附或吸收，二是钻井液中固相颗粒对储层中裂隙通道的充填堵塞。
2.1 微粒运移、粘土膨胀造成的储层伤害
微粒的运移、粘土膨胀是导致地层渗透率低的主要原因。研究表明，储层吸收液体并随之引起的基质膨胀和渗透率下降，这个过程几乎时不可逆的，也就是说，用减压的办法来把体吸收的液体化学物质除掉基本上是不可能的。因此，钻井过程中钻井液中任何化学物质对体的接触都是有害的。钻井过程中钻井液的固相颗粒对储层裂隙系统的充填堵塞是客观存在的。钻井液中的固相颗粒可来自钻井液中的粘土颗粒，也可来自钻井过程中产生的钻屑。钻井液中颗粒分散的越细，越容易沿裂隙流动，使侵入半径增大并“镶嵌”在孔隙之中而无法清除，从而对储层造成永久性的伤害。
2.2 外来流體与储层岩性、储层流体不配伍所造成的伤害
钻井过程中属于这种伤害类型的有：一是储层的水敏性伤害，当进入储层的外来液体的矿化度与储层中粘土矿物不配伍时，将会引起粘土矿物水化膨胀、分散及絮凝沉淀，导致储层渗透率降低。二是储层的碱敏性伤害，碱液进入储层，有利于粘土水化膨胀与分散，还可能与储层流体中的无机离子形成盐垢。三是无机垢、有机垢堵塞，无机垢堵塞主要是由于外来液体与储层流体不配伍生成无机垢造成的，有机垢一般以中的焦油沉淀而成，这些垢既可能形成于储层的孔隙、裂隙里，也可能沉积集输装置与管汇中，因此，除引起产气量下降外，还是造成设备早期损坏的主要因素。
2.3 聚合物类浆液侵入储层造成的伤害
聚合物类泥浆侵入储层，会因高分子聚合物的吸附作用引起粘土絮凝堵塞和羧基水化作用引起粘土膨胀堵塞，从而降低渗透率。少量的胶体颗粒还有可能进入储层的基质孔隙而影响气体的解吸、扩散和运移，从而导致储层的产气量下降。
2.4 水锁伤害
储层的裂隙是地层中液体流动的基本空间，总的来说这些天然裂隙内径很小，因此可将其看作是无数大小不等，形状各异，彼此曲折的毛细管，当外来流体侵入裂隙通道后，会将通道中原有的气推向储层深部，并在气、水界面形成一个凹向水相的弯液面。由于表面张力作用，任何弯液面都存在一个附加压力，即毛细管压力，如果储层的能量不足以克服这附加的毛细管压力，气就不能将水段塞驱开而流向井筒，从而形成水锁伤害，导致气层渗透率下降。
3 钻井压力对储层的伤害
客观上的孔隙度、渗透率随壓力的增加而降低，同时储层裂隙和割理在高围压下闭合，并且是不可恢复的。实验表明，经过多次加压—卸压周期性的过程，可以发现，加压会使渗透率降低，但卸压时渗透率只能得到一定程度的恢复，从而造成渗透率的损失。钻井过程中的压力变化，很可能引起储层发生这种变化。
钻井压力变化对储层的伤害，通常由以下因素造成：一是钻井液压力有变化，二是钻柱压力有变化，三是起下钻时引起的压力激动。这些因素引起的储层伤害，完井后也不可能完全恢复。
在过平衡钻井时，井内钻井液液柱压力大于储层的压力，作用在井筒附近的纯应力降低，引起储层的渗透率增加，这样就加剧了钻井液对储层的侵入速度和侵入半径，从而造成储层的渗透率降低。在正压差作用下，钻井液中的胶体颗粒和其它微细颗粒被吸附堵塞在储层气的孔隙喉道上，钻井液滤液的入侵又有可能发生各类敏感性反应，从而生成各类不溶性沉淀物，使储层的渗透率降低。
钻柱压力变化和起下钻时引起的压力激动，会引起井筒附近储层的变形，从而使储层裂隙发生变形，同时也会加剧钻井液的侵入对储层造成伤害，降低储层的渗透率。
4 结论
分析钻井作业对储层伤害的机理，然后提高钻井作业污水处理水平方法和措施，已经摆在了这些具有相当能力的污水处理队伍面前，给他们提出了更高的要求和挑战。如果处理的不好的话会带来新的环境污染问题，特别是对已进入后期开采的油气田来说，产出的水量也会逐渐增多，这对在污水处理方面提出了更为严峻的考验。
参考文献
[1] 张海山，蔡斌，刘永兵，石祥超.东海某区块致密砂岩钻井液侵入深度实验研究[J].西南石油大学学报（自然科学版），，：1-6.
[2] 赵忠山，李学军，李玉春，杨清民，李娜.技术标准化助推聚驱地面工程研究成果有形化[J].石油工业技术监督，2016，（06）：48-51+54.
[3] 马平平，杨官杰，陈芳，赖晓晴，贺天云，刘禧元，吕涛，杨荣奎.低密度高抗油泡沫钻井液研究及在低压油气井的应用[J].钻采工艺，2015，（05）：85-88+11.
[4] 宋立甲.吉林油田临参1井防漏堵漏技术研究[D].东北石油大学，2015.
[5] 张海峰.塔里木气田库车地区低伤害钻井液体系评价与优化[D].西安石油大学，2015.
[关键词]钻井污水 钻井液 储层
中图分类号：TE254.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）30-0300-01
1 前言
在钻井作业中所产生污水，其来源主要包括了机器设备的冲洗水、砂样冲洗的污水、在泥浆产出后井底返出水、井场地面污水，这些污水随排污通道系统一并排入泥浆池中，由于钻井泥浆具有很高的稳定的体系，在泥浆中所包含的原料含有细小颗粒物和高密度的分散物质，从而使得最后的排污成分具有了高浓度的有机体。随着在泥浆池里沉积，形成的液体悬浮在上层形成钻井作业的污水。其特性是pH值含量高、高色度、高悬浮物、高稳定性、高含盐特征，对其生化降解的难度很大。
2 钻井液对储层的伤害
钻井液对储层的伤害主要有两个因素：一是储层对钻井液的吸附或吸收，二是钻井液中固相颗粒对储层中裂隙通道的充填堵塞。
2.1 微粒运移、粘土膨胀造成的储层伤害
微粒的运移、粘土膨胀是导致地层渗透率低的主要原因。研究表明，储层吸收液体并随之引起的基质膨胀和渗透率下降，这个过程几乎时不可逆的，也就是说，用减压的办法来把体吸收的液体化学物质除掉基本上是不可能的。因此，钻井过程中钻井液中任何化学物质对体的接触都是有害的。钻井过程中钻井液的固相颗粒对储层裂隙系统的充填堵塞是客观存在的。钻井液中的固相颗粒可来自钻井液中的粘土颗粒，也可来自钻井过程中产生的钻屑。钻井液中颗粒分散的越细，越容易沿裂隙流动，使侵入半径增大并“镶嵌”在孔隙之中而无法清除，从而对储层造成永久性的伤害。
2.2 外来流體与储层岩性、储层流体不配伍所造成的伤害
钻井过程中属于这种伤害类型的有：一是储层的水敏性伤害，当进入储层的外来液体的矿化度与储层中粘土矿物不配伍时，将会引起粘土矿物水化膨胀、分散及絮凝沉淀，导致储层渗透率降低。二是储层的碱敏性伤害，碱液进入储层，有利于粘土水化膨胀与分散，还可能与储层流体中的无机离子形成盐垢。三是无机垢、有机垢堵塞，无机垢堵塞主要是由于外来液体与储层流体不配伍生成无机垢造成的，有机垢一般以中的焦油沉淀而成，这些垢既可能形成于储层的孔隙、裂隙里，也可能沉积集输装置与管汇中，因此，除引起产气量下降外，还是造成设备早期损坏的主要因素。
2.3 聚合物类浆液侵入储层造成的伤害
聚合物类泥浆侵入储层，会因高分子聚合物的吸附作用引起粘土絮凝堵塞和羧基水化作用引起粘土膨胀堵塞，从而降低渗透率。少量的胶体颗粒还有可能进入储层的基质孔隙而影响气体的解吸、扩散和运移，从而导致储层的产气量下降。
2.4 水锁伤害
储层的裂隙是地层中液体流动的基本空间，总的来说这些天然裂隙内径很小，因此可将其看作是无数大小不等，形状各异，彼此曲折的毛细管，当外来流体侵入裂隙通道后，会将通道中原有的气推向储层深部，并在气、水界面形成一个凹向水相的弯液面。由于表面张力作用，任何弯液面都存在一个附加压力，即毛细管压力，如果储层的能量不足以克服这附加的毛细管压力，气就不能将水段塞驱开而流向井筒，从而形成水锁伤害，导致气层渗透率下降。
3 钻井压力对储层的伤害
客观上的孔隙度、渗透率随壓力的增加而降低，同时储层裂隙和割理在高围压下闭合，并且是不可恢复的。实验表明，经过多次加压—卸压周期性的过程，可以发现，加压会使渗透率降低，但卸压时渗透率只能得到一定程度的恢复，从而造成渗透率的损失。钻井过程中的压力变化，很可能引起储层发生这种变化。
钻井压力变化对储层的伤害，通常由以下因素造成：一是钻井液压力有变化，二是钻柱压力有变化，三是起下钻时引起的压力激动。这些因素引起的储层伤害，完井后也不可能完全恢复。
在过平衡钻井时，井内钻井液液柱压力大于储层的压力，作用在井筒附近的纯应力降低，引起储层的渗透率增加，这样就加剧了钻井液对储层的侵入速度和侵入半径，从而造成储层的渗透率降低。在正压差作用下，钻井液中的胶体颗粒和其它微细颗粒被吸附堵塞在储层气的孔隙喉道上，钻井液滤液的入侵又有可能发生各类敏感性反应，从而生成各类不溶性沉淀物，使储层的渗透率降低。
钻柱压力变化和起下钻时引起的压力激动，会引起井筒附近储层的变形，从而使储层裂隙发生变形，同时也会加剧钻井液的侵入对储层造成伤害，降低储层的渗透率。
4 结论
分析钻井作业对储层伤害的机理，然后提高钻井作业污水处理水平方法和措施，已经摆在了这些具有相当能力的污水处理队伍面前，给他们提出了更高的要求和挑战。如果处理的不好的话会带来新的环境污染问题，特别是对已进入后期开采的油气田来说，产出的水量也会逐渐增多，这对在污水处理方面提出了更为严峻的考验。
参考文献
[1] 张海山，蔡斌，刘永兵，石祥超.东海某区块致密砂岩钻井液侵入深度实验研究[J].西南石油大学学报（自然科学版），，：1-6.
[2] 赵忠山，李学军，李玉春，杨清民，李娜.技术标准化助推聚驱地面工程研究成果有形化[J].石油工业技术监督，2016，（06）：48-51+54.
[3] 马平平，杨官杰，陈芳，赖晓晴，贺天云，刘禧元，吕涛，杨荣奎.低密度高抗油泡沫钻井液研究及在低压油气井的应用[J].钻采工艺，2015，（05）：85-88+11.
[4] 宋立甲.吉林油田临参1井防漏堵漏技术研究[D].东北石油大学，2015.
[5] 张海峰.塔里木气田库车地区低伤害钻井液体系评价与优化[D].西安石油大学，2015.