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【摘要】要加强水平井钻井技术应用中对储层的保护，尽可能避免钻井液对储层的不利影响，就必须依照水平段储层的具体特点选择最适用的钻井液体系。本文介绍了一系列水平井钻井技术应用中最常用的钻井液体系及其特点，并围绕着油田水平井储层保护的理论与应用，说明了做好钻井液控制，加强储层保护的技术要点。
【关键词】水平井 钻井液 储层保护
1 水平井的储层保护及钻井液对其的影响
水平井技术自20世纪90年代开始在我国油田大规模地应用推广以来，随着勘探技术的进步和地质导向技术的发展，在针对不同地面及油层条件而开发的钻井工艺、完井方式、以及钻井液体系等的研究方面，都取得了令人瞩目的成果。目前，水平井已成为可应用于多种地层环境的常规钻井技术，并在稠油藏、致密气藏等各类型气藏开发中发挥着重要的作用。
虽然水平井技术具有适用范围广、单井产量高等突出优点，但在其应用过程中也必须注意对储层的保护，并特别避免钻井液对储层的不利影响。造成储层伤害的钻井液因素主要包括稳定性不足和污染等两个方面。稳定性不足是指由于钻井液在较长的完井周期与较复杂的工作环境下极易发生絮凝或沉淀等导致固相沉降增加的问题。特别是在出现高温降解、滤失量提高的情况下，其固相悬浮能力和降失水能力会显著减弱。加之处理剂加入不当等操作失误的影响，可导致其上下层密度差达到0.05g/cm3以上，造成油气与井眼间渗流通道的阻塞。钻井液污染是指其固相侵入储层孔隙后经沉积而形成内外泥饼。其中内泥饼一旦形成，就比较稳定，可有效阻止钻井液中的其它固相进一步深入储层。在一定压力下，固相污染深度与钻井液自身性能和储层特性有关。而随着污染时间的延长，虽然钻井液固相污染程度基本稳定不变，但液相则会透过泥饼不断的侵入地层，时间越长，侵入量越大，因此仍会造成储层污染的加深。
2 水平井钻井液体系分析
实践中钻井液的选择依据主要是水平段储层的地层特点，如水敏性极强的地层常使用油基钻井液或合成基钻井液；低压易漏地层则往往使用泡沫或充气钻井液。近年来，无黏土相钻井液、甲基葡萄糖甙钻井液体系等新技术的运用，也在水平井钻井作业中取得了很好的储层保护效果。
2.1 聚合物钻井液体系
由于聚合物钻井液体系具有较强的抑制能力，因此主要用于地层松散、易漏失、造浆严重、且埋深较浅的稀油藏及稠油藏水平井中。以聚硅氟钻井液为例，该体系具有很好的润滑性和抑制性，以及较强的携带能力，并能有效提高井眼的稳定性。现场使用硅氟类处理剂的加量约1.0%，配合其他处理剂使用则更能充分发挥其技术优势。
2.2 聚合醇钻井液体系
聚合醇钻井液体系主要是利用聚合醇的浊点效应，当钻井液循环至井底，在正压差作用下游离的聚合醇液滴封堵钻井液泥饼和泥页岩的孔喉，阻止钻井液滤液进入地层，保护井壁。同时聚合醇在泥页岩表面形成吸附层，抑制泥页岩水化、膨胀与分散。在实践中，该体系是以普通聚合物钻井液为基础，加入抑制性较强的聚合醇，以达到控制体系内固相含量的效果，从而满足井身结构与地层情况更加广泛的施工要求。
2.3 无固相、无黏土相钻井液体系
无固相、无黏土相钻井液体系一种常与上述两种钻井液体系相互搭配使用，其组成包括聚合物溶液、水溶液及酸溶性材料等。由于该系统具有低粘度、低密度的特性，并能够有效携带岩屑和除气除砂，因此更加适用于钻速较高的井眼净化条件。使用时，应在其中加入颗粒状的储层保护剂，在井壁岩石表面形成致密低渗透泥饼，从根本上加强对油气层的保护。
2.4 油基与合成基钻井液体系
油基与合成基钻井液体系都对页岩具有较好的抑制能力和极强的润滑性，可通过稳定井壁等作用降低钻井液体系对储层的伤害。其中合成基钻井液的开发是基于油基钻井液的基础之上，以人工合成或改性有机物作为连续相，盐水为分散相，加入乳化剂、降滤失剂、流型调节剂等形成的。以其中由甲基葡萄糖甙配制成的仿油基钻井液体系为例，其抑制性、润滑性显著、降滤失性良好、油水界面张力低，配合超细碳酸钙和油溶性树脂可快速形成低渗且薄的滤饼，对减轻水锁损害具有非常好的效果。
3 水平井储层保护技术的发展
3.1 储层保护的理论研究
随着国内外石油行业储层保护意识的不断加深，目前各大石油开采企业均以减轻或杜绝储层伤害为目的，加强了对储层保护理论和应用的研究。“1/3 架桥规则”、“1/3～1 /4 充填规则”等一系列研究成果带动了各种保护技术的开发。以超低渗透剂技术为例，其关键在于钻井液体系中成膜剂的使用。由金属氧化物、有机聚合物及植物衍生物等组成的成膜剂能在液柱压力作用下迅速封堵孔道，且随着压力增加，封堵膜变形，封堵效果提高。随着各种储层保护理论的不断发展，目前我国石油产业已经形成了新的储层保护理念，提出了应针对不同类型的储层，建立不同的储层保护技术的思路。对于高渗透率储层，初始渗透率越大，受到固相颗粒损害的程度越大，污染深度也越深，因此应以防止固相损害为主；而对于低孔低渗储层，其水锁效应是储层损害的主要因素，因此应通过钻井液表面张力的降低对其加以控制。
3.2 储层保护技术的应用要点
实践中，储层保护的应用要点主要包括缩短钻井周期、提高钻井液的针对性和适应性、严格控制钻井液体系的稳定性与密度、以及提高水平井的固井质量。在采用有效措施对卡钻、塌井等问题加以预防的基础上，应将地层流体与钻井液滤液相配伍，以抑制滤液对储层的污染，并以启动压力较低的反排清除泥饼，提高其渗透率恢复值，降低地层孔隙与钻井液液柱间的压力差，减少其对储层的侵入量。
4 结语
综上所述，加强水平井钻井中对储层的保护，要求技术人员在掌握各钻井液体系特点与适用范围的基础上，针对钻井液影响储层的方式和机理进行研究，深入了解其与储层之间发生的各种物理化学反应，结合储层的具体特征采用有效的保护方法，控制钻井液的固相含量，缩短完井周期，确保水平井施工经济效益与安全效益的实现。
参考文献
[1] 乐平，杨建，冯仁鹏. 钻井过程中的储层损害和储层保护技术研究现状[J]. 重庆科技学院学报（自然科学版），2009，（05）
[2] 黄珠珠，蒲晓林，董学成. 关于储层保护的钻井液技术[J]. 化工时刊，2008，（07）
[3] 周光勇，熊汉桥，周成华. 保护储层的钻井液研究技术研究现状[J]. 西部探矿工程，2009，（02）
[4] 虞海法，左凤江，陶德灿，温建平，李桂芳，田野，薛莉. 水平井无固相甲酸盐保护储层钻井完井液技术[J]. 钻井液与完井液，2008，（05）
【关键词】水平井 钻井液 储层保护
1 水平井的储层保护及钻井液对其的影响
水平井技术自20世纪90年代开始在我国油田大规模地应用推广以来，随着勘探技术的进步和地质导向技术的发展，在针对不同地面及油层条件而开发的钻井工艺、完井方式、以及钻井液体系等的研究方面，都取得了令人瞩目的成果。目前，水平井已成为可应用于多种地层环境的常规钻井技术，并在稠油藏、致密气藏等各类型气藏开发中发挥着重要的作用。
虽然水平井技术具有适用范围广、单井产量高等突出优点，但在其应用过程中也必须注意对储层的保护，并特别避免钻井液对储层的不利影响。造成储层伤害的钻井液因素主要包括稳定性不足和污染等两个方面。稳定性不足是指由于钻井液在较长的完井周期与较复杂的工作环境下极易发生絮凝或沉淀等导致固相沉降增加的问题。特别是在出现高温降解、滤失量提高的情况下，其固相悬浮能力和降失水能力会显著减弱。加之处理剂加入不当等操作失误的影响，可导致其上下层密度差达到0.05g/cm3以上，造成油气与井眼间渗流通道的阻塞。钻井液污染是指其固相侵入储层孔隙后经沉积而形成内外泥饼。其中内泥饼一旦形成，就比较稳定，可有效阻止钻井液中的其它固相进一步深入储层。在一定压力下，固相污染深度与钻井液自身性能和储层特性有关。而随着污染时间的延长，虽然钻井液固相污染程度基本稳定不变，但液相则会透过泥饼不断的侵入地层，时间越长，侵入量越大，因此仍会造成储层污染的加深。
2 水平井钻井液体系分析
实践中钻井液的选择依据主要是水平段储层的地层特点，如水敏性极强的地层常使用油基钻井液或合成基钻井液；低压易漏地层则往往使用泡沫或充气钻井液。近年来，无黏土相钻井液、甲基葡萄糖甙钻井液体系等新技术的运用，也在水平井钻井作业中取得了很好的储层保护效果。
2.1 聚合物钻井液体系
由于聚合物钻井液体系具有较强的抑制能力，因此主要用于地层松散、易漏失、造浆严重、且埋深较浅的稀油藏及稠油藏水平井中。以聚硅氟钻井液为例，该体系具有很好的润滑性和抑制性，以及较强的携带能力，并能有效提高井眼的稳定性。现场使用硅氟类处理剂的加量约1.0%，配合其他处理剂使用则更能充分发挥其技术优势。
2.2 聚合醇钻井液体系
聚合醇钻井液体系主要是利用聚合醇的浊点效应，当钻井液循环至井底，在正压差作用下游离的聚合醇液滴封堵钻井液泥饼和泥页岩的孔喉，阻止钻井液滤液进入地层，保护井壁。同时聚合醇在泥页岩表面形成吸附层，抑制泥页岩水化、膨胀与分散。在实践中，该体系是以普通聚合物钻井液为基础，加入抑制性较强的聚合醇，以达到控制体系内固相含量的效果，从而满足井身结构与地层情况更加广泛的施工要求。
2.3 无固相、无黏土相钻井液体系
无固相、无黏土相钻井液体系一种常与上述两种钻井液体系相互搭配使用，其组成包括聚合物溶液、水溶液及酸溶性材料等。由于该系统具有低粘度、低密度的特性，并能够有效携带岩屑和除气除砂，因此更加适用于钻速较高的井眼净化条件。使用时，应在其中加入颗粒状的储层保护剂，在井壁岩石表面形成致密低渗透泥饼，从根本上加强对油气层的保护。
2.4 油基与合成基钻井液体系
油基与合成基钻井液体系都对页岩具有较好的抑制能力和极强的润滑性，可通过稳定井壁等作用降低钻井液体系对储层的伤害。其中合成基钻井液的开发是基于油基钻井液的基础之上，以人工合成或改性有机物作为连续相，盐水为分散相，加入乳化剂、降滤失剂、流型调节剂等形成的。以其中由甲基葡萄糖甙配制成的仿油基钻井液体系为例，其抑制性、润滑性显著、降滤失性良好、油水界面张力低，配合超细碳酸钙和油溶性树脂可快速形成低渗且薄的滤饼，对减轻水锁损害具有非常好的效果。
3 水平井储层保护技术的发展
3.1 储层保护的理论研究
随着国内外石油行业储层保护意识的不断加深，目前各大石油开采企业均以减轻或杜绝储层伤害为目的，加强了对储层保护理论和应用的研究。“1/3 架桥规则”、“1/3～1 /4 充填规则”等一系列研究成果带动了各种保护技术的开发。以超低渗透剂技术为例，其关键在于钻井液体系中成膜剂的使用。由金属氧化物、有机聚合物及植物衍生物等组成的成膜剂能在液柱压力作用下迅速封堵孔道，且随着压力增加，封堵膜变形，封堵效果提高。随着各种储层保护理论的不断发展，目前我国石油产业已经形成了新的储层保护理念，提出了应针对不同类型的储层，建立不同的储层保护技术的思路。对于高渗透率储层，初始渗透率越大，受到固相颗粒损害的程度越大，污染深度也越深，因此应以防止固相损害为主；而对于低孔低渗储层，其水锁效应是储层损害的主要因素，因此应通过钻井液表面张力的降低对其加以控制。
3.2 储层保护技术的应用要点
实践中，储层保护的应用要点主要包括缩短钻井周期、提高钻井液的针对性和适应性、严格控制钻井液体系的稳定性与密度、以及提高水平井的固井质量。在采用有效措施对卡钻、塌井等问题加以预防的基础上，应将地层流体与钻井液滤液相配伍，以抑制滤液对储层的污染，并以启动压力较低的反排清除泥饼，提高其渗透率恢复值，降低地层孔隙与钻井液液柱间的压力差，减少其对储层的侵入量。
4 结语
综上所述，加强水平井钻井中对储层的保护，要求技术人员在掌握各钻井液体系特点与适用范围的基础上，针对钻井液影响储层的方式和机理进行研究，深入了解其与储层之间发生的各种物理化学反应，结合储层的具体特征采用有效的保护方法，控制钻井液的固相含量，缩短完井周期，确保水平井施工经济效益与安全效益的实现。
参考文献
[1] 乐平，杨建，冯仁鹏. 钻井过程中的储层损害和储层保护技术研究现状[J]. 重庆科技学院学报（自然科学版），2009，（05）
[2] 黄珠珠，蒲晓林，董学成. 关于储层保护的钻井液技术[J]. 化工时刊，2008，（07）
[3] 周光勇，熊汉桥，周成华. 保护储层的钻井液研究技术研究现状[J]. 西部探矿工程，2009，（02）
[4] 虞海法，左凤江，陶德灿，温建平，李桂芳，田野，薛莉. 水平井无固相甲酸盐保护储层钻井完井液技术[J]. 钻井液与完井液，2008，（05）