保护储层的气液转换钻井完井液技术.docx

保护储层的气液转换钻井完井液技术摘要：针对气体钻井过程中地层出水、扭矩、摩阻过大或起下钻困难、影响钻井安全等复杂情况的发生而不得不转换成常规钻井液钻井的问题，分析气液转换过程中工作液对储层的伤害机理，得出使用润湿反转前置液技术，将亲水表面转换成亲油表面，能有效解决这一问题的发生，同时要求该润湿反转前置液与后尾追钻井完井液有良好的配伍性。与之相应的钻井完井液对地层有较强的暂堵、胶结作用，可以有效的保护储层。同时保护储层的气液转换技术的施工有特别要求，为确保施工顺利进行，应重视气体钻井完成后的转换作业。关键词：气体钻井 钻井液 气液转换 屏蔽暂堵 正电胶钻井液 前置液近几年以来，鉴于地层可钻性差、井身结构复杂、井眼尺寸大，导致上部地层机械钻速偏低、施工周期长，而且易发生井眼垮塌。为此，应用了气体钻井技术，均取得了较好的效果，机械钻速得到了大幅度提高。同时，由于气体密度很低,环空中气柱压力很小，在钻井中出现“负压”作用,对地层伤害小，能有效地在低压、易漏地区钻井。因此，针对我国低压、低渗油气层较多的特点,利用气体钻井就可以在过去认为无油气层的区块中发现油气或获得较好产能。一、气体钻井转换为钻井液钻井的原则当气体钻井中遇到地层出水时通常就要转化为雾化钻井或泡沫钻井,,国内采用气体钻井时通常的做法是地层出水大于5m3/h,转化为雾化钻井,现场施工中有时当地层出水大3m3/h时就要求转化为其它的钻井方式，而转换为常规钻井液钻井的原则有：①地层出水大于5m3/h[2]；②扭矩、摩阻过大或起下钻困难，影响钻井安全；③井斜大于12°且纠斜效果差；④地层出气量超过30×104m3/d；⑤地层掉块比较严重，影响钻井安全；⑥返出气体中硫化氢含量连续超过7.5mg/m3 (5ppm)。如果作业中途空气钻进条件不具备，应立即转换为泡沫充气或泥浆钻井方式。其中，如果井内出现天然气、H2S或发生燃爆，符合转换条件时应转变为泥浆钻井方式。其它情况下需要转换时，如果条件允许，先转化为充气泡沫，当充气泡沫钻进效果不明显(提高幅度小于1倍或机械钻速低于1倍或机械钻速低于2.5m/h),则立即转化为泥浆钻井方式。二、气液转换过程中工作液对储层的伤害机理低压、低渗透储层的伤害机理主要有三个方面，即固相颗粒堵塞、应力敏感和裂缝滞后效应[3]。在替换作业过程中,由于环空中液柱压力的增加,钻井液中的液相和固相就很容易进入无任何保护层的裸露地层,造成储层伤害。而气体钻井主要是低压、低渗透性储层,因此会大大降低地层渗透率,严重影响油气井产能。在气液转换开始时,由于环空中仍充满气体,井内不存在正压差，此时储层的原始压力(Pf)大于井内环空气柱压力(Pg)。随着替换施工的进行,环空中液柱高度在不断升高,其液柱压力(Ph)也逐步增加,当Ph +PgPf时,正压差作用出现。由于采用气体钻井所钻出的井眼,井壁处于裸露状态,一旦钻井液替入井内,由于储层中的裂缝或微裂缝处于开启状态，当达到一定的压差和浸泡时间时，钻井液中的液相和固相很易进入其中。如果钻井液与地层岩性不配伍,便会造成储层伤害和产生“反向漏斗效应”导致储层伤害，即堵塞储层的孔隙和裂缝，对于低压、低渗储层,一旦被伤害便很难使其恢复到原始渗透率，即使伤害程度很小，也会对储层造成很大影响[4]。三、保护储层的气液转换钻井完井液技术1、气液转换前置液进行钻井液转换时可考虑先采用较低密度的钻井液（前置液），以较低的排量循环，待钻井液在井壁形成泥饼后再提高钻井液密度平衡地层流体，这样有利于减少钻井液漏失以及对储层造成的伤害。可以首先注入一定量的润湿反转前置液，其作用机理主要是通过改变地层岩石表面润湿特性，将其由亲水变为疏水，防止气液转化时泥页岩吸水膨胀垮塌。 同时，润湿反转前置液与钻井完井液配伍性好。润湿反转剂不会显著影响钻井完井液粘度、切力，同时对钻井液完井液的滤失量不影响，或能减小其滤失量,在气液转换完成后，润湿反转剂可直接混入钻井液中，能有效抑制地层粘土造浆，提高钻井液体系的抑制性。从而使润湿反转前置隔离液达到防止井壁失稳的目的。2、气液转换过程中保护储层的钻井完井液技术（1）气液转换过程中保护储层对钻井液性能要求在气体钻井转换为常规钻井液钻井的过程中，要保护储层，针对钻井液必须考虑以下几个问题：①尽量降低钻井液的滤失量当工作液与地层作用时，与常规钻井（瞬间滤失量较大是有利于提高机械钻速[5]）相反，应尽量减少工作液的瞬间失水，防止粘土水化、分散、膨胀，有利于保护储层。因此，在正压差较小的情况下，为有效地保护储层，钻井液必须在井壁表面快速形成致密滤饼，井尽可能降低滤失量和减小钻井液的侵入深度，因此必须优选出与储层相配伍的高效降滤失剂。②与地层岩石和流体之间的配伍性钻井液与储层岩石和流体之间的配伍性要尽可能减轻对储层损害，必须确保所使用的