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摘 要：在油气井水平井钻井施工过程中，随着井下地质状况的变化使得井壁塌陷问题也越来越严重的，如何保证水平井钻井施工过程中的井壁的稳定性就成为了目前钻井行业亟待解决的问题。充分保证井壁稳定不仅可能实现对水平井钻井施工成本的有效控制，同时也能充分保证钻井的施工顺利进行。在水平井钻井施工过程中充分钻井液的主要作用就是防止井壁出现塌陷并充分保证井壁岩石出现水化现象，因此保证防坍塌钻井液的质量是保证井壁稳定的基本前提。
关键词：水平井；钻井；井壁稳定性；防坍塌钻井液；抑制剂
1 防坍塌钻井液概述
在水平井钻井施工过程中，经常会出现井壁不稳定的情况，尤其是进行深井、超深井以及勘探井的水平井钻井施工过程中，由于井眼不稳定而导致产生划眼、卡钻等事故，甚至会造成钻采井出现报废等状况，给石油企业带来了巨大的经济损失。根据相关资料统计表明，
在水平井钻井施工过程中由于井壁不稳定而导致的经济损失达到了水平井钻井施工整体成本的10%左右，井壁不稳定已经严重影像了钻井企业的综合经济效益。因此，在现代水平井钻井施工过程中，防坍塌钻井液机成为了一项非常重要的研究课题。防坍塌钻井液在水平井钻井施工过程中是保证井壁稳定性的主要因素，目前在水平井钻井施工过程中应用比较广泛的防坍塌钻井液主要仍然是传统细分散淡水钻井液，但是这种钻井液不仅品种较少，而且对井壁稳定性的提升效果也不明显，必须要研制出具备较好防坍塌效果、对环境无污染且抑制性能较好的防坍塌钻井液来解决当前水平井钻井施工中的井壁坍塌问题。在水平井钻井施工领域研发出来的新型的防坍塌钻井液主要有阳离子聚合物钻井液、聚合物 -KCI 钻井液等。
2 井壁的不稳定因素
井壁不稳定主要由于在水平井钻井施工过程中钻井液与井下泥页岩以及地质环境之间发生相互作用、钻井过程中水平井钻井施工操作不规范造成的，井壁不稳定目前水平井钻井施工领域遇到的共性问题，也是一个非常难解决的问题。鉴于此，必须要加强对井壁稳定机理的相关研究，这样才能有效突破井壁稳定技术发展核心，将这对井壁稳定技术的研发核心放在提升钻井液的综合性能以及环境保护等方面。在水平井钻井施工过程中能够造成井壁
不稳定的因素主要有以下一些 ：第一是井下地层的力学性能不稳定 ；第二时段井下地层在遇到水后产生不稳定现象 ；第三时段在水平井钻井施工造成的影响。地层的力学性能不稳定主要指的是地层由于受到地质构造以及地质成因从而受到挤压导致地层内部出现受力不均匀的现象，从而造成了井壁出现掉块或者坍塌的现象。要想有效解决地层力学性能不稳定引起井壁不稳定问题就必须要不断提升钻井液的封堵性能以及密度，这样才能有效起到维持地应力平衡、提升钻井液携砂能力以及悬砂能力的作用，同时还必须要求钻井液要具备较
好的高温流变性。地层在遇水产生不稳定从而引起井壁坍塌的问题主要指的是由于水对地层岩石的冲刷从而使得地层出现水解现象，进而引起井壁出现风化、松软、剥落等现象，当水平井钻井施工过程中钻头钻遇该地层的时候就会导致钻孔超径、缩径甚至出现堵塞等现象。
这一问题的有效解决必须要的依赖综合性能较高的钻井液，在进行钻井液设计的时候要充分对钻井液力学性能以及井壁稳定的化学作用进行充分考虑，并实现对上述两种作用的有机结合。水平井钻井施工导致井壁坍塌主要指的是由于水平井钻井施工操作失误而造成地层压
裂、井下压力激增从而引起井壁岩层出现坍塌现象。要想提升水平井钻井施工过程中井壁的稳定性就必须要进一步提升业液柱的压力、实现对底层矿物的水化分散性的有效控制、有效降低地层的坍塌压力。目前在水平井钻井施工领域用于维持井壁稳定性的主要方法有干性堵漏材料 - 钻孔堵漏片、套管护孔、沥青材料和脉醛树脂水泥球等几种方法。针对井壁不稳定的主要技术措施有以下两种，第一是在水平井钻井施工过程中有效应用优质的防塌钻井液
抑制剂来达到放置地层出现坍塌或者水化的现象 ；第二是合理调整钻井液的密度，因此来达到提升井壁力学性能的效果。
3 防坍塌钻井液和防坍塌抑制剂
目前在油田水平井钻井施工中应用防坍塌抑制剂的种类有很多，而种类划分方式不同以及防坍塌抑制剂种类的不同防坍塌抑制剂的种类也不同，如果按照坍塌剂的作用来进行划分，可以将防坍塌抑制剂划分为两大类，第一是用来增加地底各种矿物质之间粘合力的钻共剂，具体主要有化胶结性防塌剂以及侨联型化学防塌剂两种。第二是用来环节或者防止井筒内的水通过井眼流向井底，避免地层中岩石遇水后发生水化作用的防塌剂，具体主要包括封堵性防塌剂、低水化能型防塌剂等。造成井壁不稳定问题的原因主要有以下几个 ：第一使得水通过井眼流到了地层中，并与地层中的粘土结合发生相互作用，从而是的地层粘土相互之间的胶结作用遭到破坏，造成地层中岩石发生了水化现象 ；第二是在水平井钻井施工过程中钻头钻进到地层中的岩石后，导致地层中孔隙压力增加，使得地层中岩石之间的结合力下降，导致地层的强度以及力学性能下降。针对这种情况主要解决措施就是有以下几种 ：首先是要合理的应用性能较好的钻井液来增强地层中岩石之间胶结力，避免岩石在与水的长期基础过程中出现水化现象，其次是要避免水从井眼位置进入地层中，并最大程度减少水与地质岩石接触的时间，最大程度减少水与底层的接触面积。如果按照防塌剂的作用可以将其分为两种类型，第一是放置水通过井眼进入到地层中，导致地层中岩石发生水化的防塌剂 ；第二是有效增加地层中岩石之间的胶结力的防塌剂。
4 防塌钻井液体系性能评价及现场应用
在水平井钻井施工过程中，针对不同地质情况要采取不同的钻井技术，但是钻井液的合理应用能够有效降低水平井钻井施工成本，但是，在使用钻井液的同时也要多注意尽量避免出现钻井液伤害储层的现象出现。在对阳离子聚合物以及两性复合离子聚合物进行对比分析后发现，在清水环境下阳离子聚合物能够有效抑制岩石发生水解现象，是抑制剂的最佳选择。但是两性复合离子聚合物在提升膨润土黏度等方面的效果要比阳离子聚合物好的多，因此，将其最为增稠剂是一种更好的选择。经过研究发现黏土的类型、地层流体的性质以及储集层的渗透到率等都对井下岩层的损害有一定的影响，因此，在水平井钻井施工过程中要尽量使用失水性低、固相较低、密度降低的钻井液，这样才能有效降低钻井液对岩层的伤害。在大量的试验中发现硅基阳离子不仅流变性、抑制性比较强，而且润滑性能也比较强，在水平井钻井施工中的应用能够有效维持井壁的稳定、避免出现卡钻等作用，并能有效井下井眼，降低滤失，达到保护储层的目的。
參考文献：
[1] 深层水平井钻井液技术难点及设计方案研究[J]. 邓兴强.西部探矿工程.2019（06）
关键词：水平井；钻井；井壁稳定性；防坍塌钻井液；抑制剂
1 防坍塌钻井液概述
在水平井钻井施工过程中，经常会出现井壁不稳定的情况，尤其是进行深井、超深井以及勘探井的水平井钻井施工过程中，由于井眼不稳定而导致产生划眼、卡钻等事故，甚至会造成钻采井出现报废等状况，给石油企业带来了巨大的经济损失。根据相关资料统计表明，
在水平井钻井施工过程中由于井壁不稳定而导致的经济损失达到了水平井钻井施工整体成本的10%左右，井壁不稳定已经严重影像了钻井企业的综合经济效益。因此，在现代水平井钻井施工过程中，防坍塌钻井液机成为了一项非常重要的研究课题。防坍塌钻井液在水平井钻井施工过程中是保证井壁稳定性的主要因素，目前在水平井钻井施工过程中应用比较广泛的防坍塌钻井液主要仍然是传统细分散淡水钻井液，但是这种钻井液不仅品种较少，而且对井壁稳定性的提升效果也不明显，必须要研制出具备较好防坍塌效果、对环境无污染且抑制性能较好的防坍塌钻井液来解决当前水平井钻井施工中的井壁坍塌问题。在水平井钻井施工领域研发出来的新型的防坍塌钻井液主要有阳离子聚合物钻井液、聚合物 -KCI 钻井液等。
2 井壁的不稳定因素
井壁不稳定主要由于在水平井钻井施工过程中钻井液与井下泥页岩以及地质环境之间发生相互作用、钻井过程中水平井钻井施工操作不规范造成的，井壁不稳定目前水平井钻井施工领域遇到的共性问题，也是一个非常难解决的问题。鉴于此，必须要加强对井壁稳定机理的相关研究，这样才能有效突破井壁稳定技术发展核心，将这对井壁稳定技术的研发核心放在提升钻井液的综合性能以及环境保护等方面。在水平井钻井施工过程中能够造成井壁
不稳定的因素主要有以下一些 ：第一是井下地层的力学性能不稳定 ；第二时段井下地层在遇到水后产生不稳定现象 ；第三时段在水平井钻井施工造成的影响。地层的力学性能不稳定主要指的是地层由于受到地质构造以及地质成因从而受到挤压导致地层内部出现受力不均匀的现象，从而造成了井壁出现掉块或者坍塌的现象。要想有效解决地层力学性能不稳定引起井壁不稳定问题就必须要不断提升钻井液的封堵性能以及密度，这样才能有效起到维持地应力平衡、提升钻井液携砂能力以及悬砂能力的作用，同时还必须要求钻井液要具备较
好的高温流变性。地层在遇水产生不稳定从而引起井壁坍塌的问题主要指的是由于水对地层岩石的冲刷从而使得地层出现水解现象，进而引起井壁出现风化、松软、剥落等现象，当水平井钻井施工过程中钻头钻遇该地层的时候就会导致钻孔超径、缩径甚至出现堵塞等现象。
这一问题的有效解决必须要的依赖综合性能较高的钻井液，在进行钻井液设计的时候要充分对钻井液力学性能以及井壁稳定的化学作用进行充分考虑，并实现对上述两种作用的有机结合。水平井钻井施工导致井壁坍塌主要指的是由于水平井钻井施工操作失误而造成地层压
裂、井下压力激增从而引起井壁岩层出现坍塌现象。要想提升水平井钻井施工过程中井壁的稳定性就必须要进一步提升业液柱的压力、实现对底层矿物的水化分散性的有效控制、有效降低地层的坍塌压力。目前在水平井钻井施工领域用于维持井壁稳定性的主要方法有干性堵漏材料 - 钻孔堵漏片、套管护孔、沥青材料和脉醛树脂水泥球等几种方法。针对井壁不稳定的主要技术措施有以下两种，第一是在水平井钻井施工过程中有效应用优质的防塌钻井液
抑制剂来达到放置地层出现坍塌或者水化的现象 ；第二是合理调整钻井液的密度，因此来达到提升井壁力学性能的效果。
3 防坍塌钻井液和防坍塌抑制剂
目前在油田水平井钻井施工中应用防坍塌抑制剂的种类有很多，而种类划分方式不同以及防坍塌抑制剂种类的不同防坍塌抑制剂的种类也不同，如果按照坍塌剂的作用来进行划分，可以将防坍塌抑制剂划分为两大类，第一是用来增加地底各种矿物质之间粘合力的钻共剂，具体主要有化胶结性防塌剂以及侨联型化学防塌剂两种。第二是用来环节或者防止井筒内的水通过井眼流向井底，避免地层中岩石遇水后发生水化作用的防塌剂，具体主要包括封堵性防塌剂、低水化能型防塌剂等。造成井壁不稳定问题的原因主要有以下几个 ：第一使得水通过井眼流到了地层中，并与地层中的粘土结合发生相互作用，从而是的地层粘土相互之间的胶结作用遭到破坏，造成地层中岩石发生了水化现象 ；第二是在水平井钻井施工过程中钻头钻进到地层中的岩石后，导致地层中孔隙压力增加，使得地层中岩石之间的结合力下降，导致地层的强度以及力学性能下降。针对这种情况主要解决措施就是有以下几种 ：首先是要合理的应用性能较好的钻井液来增强地层中岩石之间胶结力，避免岩石在与水的长期基础过程中出现水化现象，其次是要避免水从井眼位置进入地层中，并最大程度减少水与地质岩石接触的时间，最大程度减少水与底层的接触面积。如果按照防塌剂的作用可以将其分为两种类型，第一是放置水通过井眼进入到地层中，导致地层中岩石发生水化的防塌剂 ；第二是有效增加地层中岩石之间的胶结力的防塌剂。
4 防塌钻井液体系性能评价及现场应用
在水平井钻井施工过程中，针对不同地质情况要采取不同的钻井技术，但是钻井液的合理应用能够有效降低水平井钻井施工成本，但是，在使用钻井液的同时也要多注意尽量避免出现钻井液伤害储层的现象出现。在对阳离子聚合物以及两性复合离子聚合物进行对比分析后发现，在清水环境下阳离子聚合物能够有效抑制岩石发生水解现象，是抑制剂的最佳选择。但是两性复合离子聚合物在提升膨润土黏度等方面的效果要比阳离子聚合物好的多，因此，将其最为增稠剂是一种更好的选择。经过研究发现黏土的类型、地层流体的性质以及储集层的渗透到率等都对井下岩层的损害有一定的影响，因此，在水平井钻井施工过程中要尽量使用失水性低、固相较低、密度降低的钻井液，这样才能有效降低钻井液对岩层的伤害。在大量的试验中发现硅基阳离子不仅流变性、抑制性比较强，而且润滑性能也比较强，在水平井钻井施工中的应用能够有效维持井壁的稳定、避免出现卡钻等作用，并能有效井下井眼，降低滤失，达到保护储层的目的。
參考文献：
[1] 深层水平井钻井液技术难点及设计方案研究[J]. 邓兴强.西部探矿工程.2019（06）