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1、硕士2002级 现代完井工程石油钻探完井液技术石油钻探完井液技术1概述概述 钻开油气层的完井液实际上就是钻开油气层钻开油气层的完井液实际上就是钻开油气层钻开油气层的完井液实际上就是钻开油气层钻开油气层的完井液实际上就是钻开油气层的工作液，它必须是保证井下安全和钻井工作顺的工作液，它必须是保证井下安全和钻井工作顺的工作液，它必须是保证井下安全和钻井工作顺的工作液，它必须是保证井下安全和钻井工作顺利进行的前提下，具有保护油气层功能。因此，利进行的前提下，具有保护油气层功能。因此，利进行的前提下，具有保护油气层功能。因此，利进行的前提下，具有保护油气层功能。因此，它实际上是钻井液技术与油气层保护技术
2、的综合它实际上是钻井液技术与油气层保护技术的综合它实际上是钻井液技术与油气层保护技术的综合它实际上是钻井液技术与油气层保护技术的综合应用技术，即保护油气层的钻井完井液技术。应用技术，即保护油气层的钻井完井液技术。应用技术，即保护油气层的钻井完井液技术。应用技术，即保护油气层的钻井完井液技术。2钻开生产层钻开生产层钻开生产层钻开生产层是钻井工作的最后一步，也是油井完成是钻井工作的最后一步，也是油井完成是钻井工作的最后一步，也是油井完成是钻井工作的最后一步，也是油井完成的第一道工程工序。是钻井工作中直接影响一口井的第一道工程工序。是钻井工作中直接影响一口井的第一道工程工序。是钻井工作中直接影响一口
3、井的第一道工程工序。是钻井工作中直接影响一口井生产能力的关键一环。生产能力的关键一环。生产能力的关键一环。生产能力的关键一环。钻开生产层必须做到：保持好油气层、防止事故钻开生产层必须做到：保持好油气层、防止事故钻开生产层必须做到：保持好油气层、防止事故钻开生产层必须做到：保持好油气层、防止事故性井喷发生。性井喷发生。性井喷发生。性井喷发生。即对钻井液的要求是：即对钻井液的要求是：即对钻井液的要求是：即对钻井液的要求是：既要压住储层既要压住储层既要压住储层既要压住储层不发生溢流或井喷，又不污染堵塞油层降低渗透率，不发生溢流或井喷，又不污染堵塞油层降低渗透率，不发生溢流或井喷，又不污染堵塞油层降低
4、渗透率，不发生溢流或井喷，又不污染堵塞油层降低渗透率，保证石油和天然气流入井底的通道畅通。保证石油和天然气流入井底的通道畅通。保证石油和天然气流入井底的通道畅通。保证石油和天然气流入井底的通道畅通。3作为钻井液它必须具有以下功能：作为钻井液它必须具有以下功能：控制地层流体压力，保证正常钻井。控制地层流体压力，保证正常钻井。控制地层流体压力，保证正常钻井。控制地层流体压力，保证正常钻井。具有满足钻井工程必须的流变性具有满足钻井工程必须的流变性具有满足钻井工程必须的流变性具有满足钻井工程必须的流变性 稳定井壁。要求钻井完井液的密度、抑制性、滤失造稳定井壁。要求钻井完井液的密度、抑制性、滤失造稳定井
5、壁。要求钻井完井液的密度、抑制性、滤失造稳定井壁。要求钻井完井液的密度、抑制性、滤失造壁性和封堵能力等能满足所钻地层要求，保持井壁稳定。壁性和封堵能力等能满足所钻地层要求，保持井壁稳定。壁性和封堵能力等能满足所钻地层要求，保持井壁稳定。壁性和封堵能力等能满足所钻地层要求，保持井壁稳定。改善造壁性能，提高泥饼质量，稳定井壁，防止压差改善造壁性能，提高泥饼质量，稳定井壁，防止压差改善造壁性能，提高泥饼质量，稳定井壁，防止压差改善造壁性能，提高泥饼质量，稳定井壁，防止压差卡钻卡钻卡钻卡钻 其它钻井液所必须具备的功能。其它钻井液所必须具备的功能。其它钻井液所必须具备的功能。其它钻井液所必须具备的功能。
6、4另一方面，它又必须能较好的防止对所钻油气层的另一方面，它又必须能较好的防止对所钻油气层的另一方面，它又必须能较好的防止对所钻油气层的另一方面，它又必须能较好的防止对所钻油气层的损害：损害：损害：损害：不同类型的油气层遇到不同类型的完井液都有不同类型的油气层遇到不同类型的完井液都有不同类型的油气层遇到不同类型的完井液都有不同类型的油气层遇到不同类型的完井液都有不同的损害。其损害情况随油气层特性和完井液性不同的损害。其损害情况随油气层特性和完井液性不同的损害。其损害情况随油气层特性和完井液性不同的损害。其损害情况随油气层特性和完井液性质不同而不同。质不同而不同。质不同而不同。质不同而不同。因此，
7、根据不同的油藏，认清其损害机理，找因此，根据不同的油藏，认清其损害机理，找因此，根据不同的油藏，认清其损害机理，找因此，根据不同的油藏，认清其损害机理，找出其损害原因，筛选与之相适应的完井液体系和确出其损害原因，筛选与之相适应的完井液体系和确出其损害原因，筛选与之相适应的完井液体系和确出其损害原因，筛选与之相适应的完井液体系和确定相应的应用工艺，是保护油气层完井液技术的核定相应的应用工艺，是保护油气层完井液技术的核定相应的应用工艺，是保护油气层完井液技术的核定相应的应用工艺，是保护油气层完井液技术的核心内容。心内容。心内容。心内容。5基本要求：基本要求：钻井液中的固相含量及固相粒子的级配钻井液
8、中的固相含量及固相粒子的级配；钻井液对粘土水化作用的抑制能力钻井液对粘土水化作用的抑制能力；钻井液液相与地层流体的配伍性钻井液液相与地层流体的配伍性；各种钻井液处理剂对油层的损害各种钻井液处理剂对油层的损害。6钻开生产层钻开生产层一、油气层损害的机理一、油气层损害的机理 造成油气层损害的原因，主要是与油气层直造成油气层损害的原因，主要是与油气层直造成油气层损害的原因，主要是与油气层直造成油气层损害的原因，主要是与油气层直接接触的钻井液滤液和固相微粒，在压差作用下接接触的钻井液滤液和固相微粒，在压差作用下接接触的钻井液滤液和固相微粒，在压差作用下接接触的钻井液滤液和固相微粒，在压差作用下侵入油气
9、层孔隙喉道，降低孔隙的渗透率，影响侵入油气层孔隙喉道，降低孔隙的渗透率，影响侵入油气层孔隙喉道，降低孔隙的渗透率，影响侵入油气层孔隙喉道，降低孔隙的渗透率，影响地层的产能。可见，损害的主要因素是地层的产能。可见，损害的主要因素是地层的产能。可见，损害的主要因素是地层的产能。可见，损害的主要因素是滤液和固滤液和固滤液和固滤液和固相微粒。相微粒。相微粒。相微粒。因此，钻井液因此，钻井液因此，钻井液因此，钻井液的损害可分为：的损害可分为：的损害可分为：的损害可分为：水侵和泥侵。水侵和泥侵。水侵和泥侵。水侵和泥侵。水侵：水侵：水侵：水侵：在钻井液液柱压力作用下，钻井液中在钻井液液柱压力作用下，钻井液中
10、在钻井液液柱压力作用下，钻井液中在钻井液液柱压力作用下，钻井液中的水向地层渗透进入岩石孔隙中现象。的水向地层渗透进入岩石孔隙中现象。的水向地层渗透进入岩石孔隙中现象。的水向地层渗透进入岩石孔隙中现象。泥侵：泥侵：泥侵：泥侵：在钻井液液柱压力作用下，钻井液中在钻井液液柱压力作用下，钻井液中在钻井液液柱压力作用下，钻井液中在钻井液液柱压力作用下，钻井液中的固相颗粒向地层渗透进入岩石孔隙中现象。的固相颗粒向地层渗透进入岩石孔隙中现象。的固相颗粒向地层渗透进入岩石孔隙中现象。的固相颗粒向地层渗透进入岩石孔隙中现象。7钻井液滤液对地层的损害钻井液滤液对地层的损害(水侵水侵)钻井液滤液对地层的损害作用主要
11、有钻井液滤液对地层的损害作用主要有4 4个方面：个方面：(1)(1)使油层中粘土成分膨胀使油层中粘土成分膨胀 造成油流通道缩小，而降低出油能力。造成油流通道缩小，而降低出油能力。油砂颗粒油砂颗粒上的粘土上的粘土质薄层质薄层油气流通油气流通道变窄，道变窄，甚至封闭甚至封闭遇水膨胀遇水膨胀8(2)(2)(2)(2)破坏孔隙内油流的连续性：破坏孔隙内油流的连续性：破坏孔隙内油流的连续性：破坏孔隙内油流的连续性：使单相油流动变成油水两相流动，增加了流动阻力。使单相油流动变成油水两相流动，增加了流动阻力。使单相油流动变成油水两相流动，增加了流动阻力。使单相油流动变成油水两相流动，增加了流动阻力。当水相增
12、加而使水变成连续相时，会带走孔道壁的当水相增加而使水变成连续相时，会带走孔道壁的当水相增加而使水变成连续相时，会带走孔道壁的当水相增加而使水变成连续相时，会带走孔道壁的松散微粒，并在适当位置发生堆积，堵塞流动孔隙，松散微粒，并在适当位置发生堆积，堵塞流动孔隙，松散微粒，并在适当位置发生堆积，堵塞流动孔隙，松散微粒，并在适当位置发生堆积，堵塞流动孔隙，降低渗透率。降低渗透率。降低渗透率。降低渗透率。9(3)(3)产生水锁效应，增加油流阻力产生水锁效应，增加油流阻力水水水水锁锁锁锁效效效效应应应应：油油油油层层层层孔孔孔孔隙隙隙隙内内内内，随随随随水水水水饱饱饱饱和和和和度度度度增增增增加加加加，
13、孔孔孔孔隙隙隙隙对对对对油油油油的的的的相相相相对对对对渗渗渗渗透透透透率率率率下下下下降降降降，而而而而水水水水的的的的相相相相对对对对渗渗渗渗透透透透率率率率则则则则随随随随之之之之增增增增加的现象。加的现象。加的现象。加的现象。孔孔 隙隙水饱和度水饱和度2020%80%80%水相对渗透率水相对渗透率2020%80%80%油相对渗透率油相对渗透率8080%20%20%10 滤液中的某些离子或化合物，与地层中的一些滤液中的某些离子或化合物，与地层中的一些滤液中的某些离子或化合物，与地层中的一些滤液中的某些离子或化合物，与地层中的一些物质成分发生作用，生成固体或絮状沉淀物而堵塞物质成分发生作用
14、，生成固体或絮状沉淀物而堵塞物质成分发生作用，生成固体或絮状沉淀物而堵塞物质成分发生作用，生成固体或絮状沉淀物而堵塞地层孔隙。地层孔隙。地层孔隙。地层孔隙。C C C CO O O O3 3 3 3-2-2-2-2+Ca+Ca+Ca+Ca+2+2+2+2CaCOCaCOCaCOCaCO3 3 3 3 C C C CO O O O3 3 3 3-2-2-2-2+Mg+Mg+Mg+Mg+2+2+2+2MgCOMgCOMgCOMgCO3 3 3 3 S S S SO O O O4 4 4 4-2-2-2-2+Ca+Ca+Ca+Ca+2+2+2+2CaSOCaSOCaSOCaSO4 4 4 4 S S
15、 S SO O O O4 4 4 4-2-2-2-2+Mg+Mg+Mg+Mg+2+2+2+2MgSOMgSOMgSOMgSO4 4 4 4 (4)(4)在地层孔隙内产生沉淀物在地层孔隙内产生沉淀物11泥浆内固相颗粒直接侵入产层泥浆内固相颗粒直接侵入产层(泥侵泥侵)原因原因原因原因：(1)(1)(1)(1)侵入的固相颗粒堵塞地层孔隙。侵入的固相颗粒堵塞地层孔隙。侵入的固相颗粒堵塞地层孔隙。侵入的固相颗粒堵塞地层孔隙。(2)(2)(2)(2)减少地层孔隙的有效直径减少地层孔隙的有效直径减少地层孔隙的有效直径减少地层孔隙的有效直径(与粘土膨胀相似与粘土膨胀相似与粘土膨胀相似与粘土膨胀相似)。泥侵深度
16、依钻井液性能、孔隙尺寸大小及压差大小等因素泥侵深度依钻井液性能、孔隙尺寸大小及压差大小等因素泥侵深度依钻井液性能、孔隙尺寸大小及压差大小等因素泥侵深度依钻井液性能、孔隙尺寸大小及压差大小等因素而异而异而异而异。特点特点特点特点：形成形成形成形成“内泥饼内泥饼内泥饼内泥饼”，造成永久性损害。，造成永久性损害。，造成永久性损害。，造成永久性损害。12二、地层损害程度分析二、地层损害程度分析1 1 1 1、平均渗透率、平均渗透率、平均渗透率、平均渗透率 由稳定径向流达西公式和任意半径处径向流由稳定径向流达西公式和任意半径处径向流由稳定径向流达西公式和任意半径处径向流由稳定径向流达西公式和任意半径处径
17、向流流量相等，可求得：流量相等，可求得：流量相等，可求得：流量相等，可求得：rarwKeKare132 2、损害比、损害比DRDR 未未未未被被被被损损损损害害害害地地地地层层层层对对对对油油油油有有有有效效效效渗渗渗渗透透透透率率率率K K K Ke e e e与与与与损损损损害害害害后对油的有效渗透率后对油的有效渗透率后对油的有效渗透率后对油的有效渗透率K K K Ka a a a之比。之比。之比。之比。KaKDRe=14损害比与地层损害程度的关系如下：损害比与地层损害程度的关系如下：损害比损害比损害比损害比 地层损害成度地层损害成度地层损害成度地层损害成度 DR 1.0 DR 1.0 D
18、R 1.0 DR 1.0 无损害无损害无损害无损害1.0 DR 2.0 1.0 DR 2.0 1.0 DR 2.0 1.0 DR 2.0 可能损害可能损害可能损害可能损害2.0 DR 5.0 2.0 DR 5.0 2.0 DR 5.0 2.0 DR 5.0 DR 5.0 DR 5.0 DR 5.0 严重损害严重损害严重损害严重损害15 3 3、表皮效应、表皮效应S S：将损害带对井产量的将损害带对井产量的影响集中考虑为井壁附近的一薄层。影响集中考虑为井壁附近的一薄层。S S S S 0 0 0 0 表示表示表示表示产层有损害产层有损害产层有损害产层有损害 S S S S 0 0 0 0 井壁附
19、近渗透率高于地层内井壁附近渗透率高于地层内井壁附近渗透率高于地层内井壁附近渗透率高于地层内 S=0 S=0 S=0 S=0 表示渗透率无变化表示渗透率无变化表示渗透率无变化表示渗透率无变化164 4、其它指标、其它指标 开采比：开采比：损害系数：损害系数：完井系数：完井系数：1KoKDRPR=17三、防止和减少生产层损害的方法三、防止和减少生产层损害的方法(1)(1)(1)(1)针针针针对对对对油油油油气气气气层层层层特特特特点点点点、采采采采用用用用合合合合理理理理的的的的完完完完井井井井方方方方法法法法，以以以以减减减减少钻井液对油气层的浸泡时间；少钻井液对油气层的浸泡时间；少钻井液对油气
20、层的浸泡时间；少钻井液对油气层的浸泡时间；(2)(2)(2)(2)合理选择钻井液密度、控制压差；合理选择钻井液密度、控制压差；合理选择钻井液密度、控制压差；合理选择钻井液密度、控制压差；(3)(3)(3)(3)采用平衡、欠平衡或低压钻井方法；采用平衡、欠平衡或低压钻井方法；采用平衡、欠平衡或低压钻井方法；采用平衡、欠平衡或低压钻井方法；如如如如：充充充充气气气气钻钻钻钻井井井井、泡泡泡泡沫沫沫沫钻钻钻钻井井井井、空空空空气气气气钻钻钻钻井井井井、天天天天然然然然气气气气钻井。钻井。钻井。钻井。(4)(4)(4)(4)在在在在完完完完井井井井钻钻钻钻井井井井液液液液中中中中加加加加入入入入桥桥桥
21、桥堵堵堵堵剂剂剂剂或或或或暂暂暂暂堵堵堵堵剂剂剂剂，以以以以减减减减少少少少固相颗粒的侵入及其侵入深度；固相颗粒的侵入及其侵入深度；固相颗粒的侵入及其侵入深度；固相颗粒的侵入及其侵入深度；18桥堵剂颗粒尺寸的选择原则：桥堵剂颗粒尺寸的选择原则：桥堵剂颗粒尺寸的选择原则：桥堵剂颗粒尺寸的选择原则：a a a a、桥堵剂中最高百分比的颗粒尺寸要等于、桥堵剂中最高百分比的颗粒尺寸要等于、桥堵剂中最高百分比的颗粒尺寸要等于、桥堵剂中最高百分比的颗粒尺寸要等于或稍大于地层最高百分比孔隙尺寸的或稍大于地层最高百分比孔隙尺寸的或稍大于地层最高百分比孔隙尺寸的或稍大于地层最高百分比孔隙尺寸的1/31/31/3
22、1/3。b b b b、该尺寸桥堵剂至少要占总固相含量的、该尺寸桥堵剂至少要占总固相含量的、该尺寸桥堵剂至少要占总固相含量的、该尺寸桥堵剂至少要占总固相含量的5 5 5 5。研研研研究究究究表表表表明明明明：该该该该原原原原则则则则下下下下，固固固固相相相相颗颗颗颗粒粒粒粒的的的的侵侵侵侵入入入入深深深深度度度度小小小小于于于于25cm25cm25cm25cm，完井射孔可射穿损害带。，完井射孔可射穿损害带。，完井射孔可射穿损害带。，完井射孔可射穿损害带。19(5)(5)(5)(5)提高钻井液矿化度，增加钻井液中二价离子提高钻井液矿化度，增加钻井液中二价离子提高钻井液矿化度，增加钻井液中二价离子
23、提高钻井液矿化度，增加钻井液中二价离子的浓度，使粘土不至于分散和胀裂；的浓度，使粘土不至于分散和胀裂；的浓度，使粘土不至于分散和胀裂；的浓度，使粘土不至于分散和胀裂；钻开生产层时，最好使用与地层含盐量相同钻开生产层时，最好使用与地层含盐量相同钻开生产层时，最好使用与地层含盐量相同钻开生产层时，最好使用与地层含盐量相同的钻井液，如不可能，则应慢慢降低，不能一下的钻井液，如不可能，则应慢慢降低，不能一下的钻井液，如不可能，则应慢慢降低，不能一下的钻井液，如不可能，则应慢慢降低，不能一下子就改用含盐量差别很大的钻井液。子就改用含盐量差别很大的钻井液。子就改用含盐量差别很大的钻井液。子就改用含盐量差别
24、很大的钻井液。20(6)(6)(6)(6)使使使使用用用用低低低低固固固固相相相相或或或或无无无无固固固固相相相相钻钻钻钻井井井井液液液液，减减减减少少少少固固固固体体体体颗颗颗颗粒侵入；粒侵入；粒侵入；粒侵入；酸溶性洗井液或酸溶性修井液酸溶性洗井液或酸溶性修井液酸溶性洗井液或酸溶性修井液酸溶性洗井液或酸溶性修井液油溶树脂无损完井修井液油溶树脂无损完井修井液油溶树脂无损完井修井液油溶树脂无损完井修井液(7)(7)(7)(7)使用表面活性剂处理钻井液；使用表面活性剂处理钻井液；使用表面活性剂处理钻井液；使用表面活性剂处理钻井液；(8)(8)(8)(8)采用油基钻井液或油包水乳化钻井液，采用油基钻
25、井液或油包水乳化钻井液，采用油基钻井液或油包水乳化钻井液，采用油基钻井液或油包水乳化钻井液，从从从从根本上避免水侵和泥侵对油气层的危害；根本上避免水侵和泥侵对油气层的危害；根本上避免水侵和泥侵对油气层的危害；根本上避免水侵和泥侵对油气层的危害；(9)(9)(9)(9)采用挤酸解堵的措施。采用挤酸解堵的措施。采用挤酸解堵的措施。采用挤酸解堵的措施。21四、四、保护油气层对钻井液的要求保护油气层对钻井液的要求钻井液中的固相含量及固相粒子的级配钻井液中的固相含量及固相粒子的级配；钻井液对粘土水化作用的抑制能力钻井液对粘土水化作用的抑制能力；钻井液液相与地层流体的配伍性钻井液液相与地层流体的配伍性；各
26、种钻井液处理剂对油层的损害各种钻井液处理剂对油层的损害。22五、五、钻油气层所用钻井液类型钻油气层所用钻井液类型水基钻井液水基钻井液油基钻井液油基钻井液气体钻井液气体钻井液231、水基钻井液、水基钻井液 无固相清洁盐水钻井液无固相清洁盐水钻井液无固相清洁盐水钻井液无固相清洁盐水钻井液无固相损害无固相损害无固相损害无固相损害uu可溶性盐聚合物缓腐剂可溶性盐聚合物缓腐剂可溶性盐聚合物缓腐剂可溶性盐聚合物缓腐剂1.02.30g/cm1.02.30g/cm3 3uu用作用作用作用作：射孔液、完井液射孔液、完井液射孔液、完井液射孔液、完井液uu缺点缺点缺点缺点：成本高、工艺复杂、失水量大、不适用盐敏层成
27、本高、工艺复杂、失水量大、不适用盐敏层成本高、工艺复杂、失水量大、不适用盐敏层成本高、工艺复杂、失水量大、不适用盐敏层 水包油钻井液水包油钻井液水包油钻井液水包油钻井液无固相损害，利用毛细管力降低滤液进无固相损害，利用毛细管力降低滤液进无固相损害，利用毛细管力降低滤液进无固相损害，利用毛细管力降低滤液进入量入量入量入量uu油水处理剂盐油水处理剂盐油水处理剂盐油水处理剂盐0.89g/cm0.89g/cm3 3uu用作：用作：用作：用作：裂缝发育和易漏低压油气层裂缝发育和易漏低压油气层裂缝发育和易漏低压油气层裂缝发育和易漏低压油气层Warteroiloiloiloiloiloiloiloil24
28、无膨润土暂堵型聚合物钻井液无膨润土暂堵型聚合物钻井液通过屏蔽暂堵层，通过屏蔽暂堵层，阻止固相颗粒和滤液进入阻止固相颗粒和滤液进入水聚合物可溶性盐暂堵材料水聚合物可溶性盐暂堵材料适用：适用：裂缝、低压低渗油层裂缝、低压低渗油层 暂堵材料暂堵材料酸溶型酸溶型 CaCO3、FeCO3 不适用于酸敏油层不适用于酸敏油层水溶型水溶型氯化钠、硼酸盐氯化钠、硼酸盐、氯化钙、溴化钙、溴化锌、氯化钙、溴化钙、溴化锌油溶型油溶型油溶性树脂油溶性树脂单向压力型单向压力型纤维、果壳、木屑纤维、果壳、木屑屏蔽环单压力型25 低膨润土聚合物钻井液低膨润土聚合物钻井液降低失水、改善流变性降低失水、改善流变性（1）水膨润土）
29、水膨润土(少量少量)聚合物暂堵剂聚合物暂堵剂（2）适用：）适用：低压低渗、碳酸盐裂缝油气层低压低渗、碳酸盐裂缝油气层 改性钻井液改性钻井液（1）降低固相含量；）降低固相含量；（2）提高配伍性调整无机离子种类，提高矿化；）提高配伍性调整无机离子种类，提高矿化；（3）选择合适暂堵材料、粒径和含量级配；）选择合适暂堵材料、粒径和含量级配；（4）降低失水）降低失水(动、静、动、静、HTHP失水失水)，改善流变性，改善流变性和和 泥饼质量泥饼质量适用于各种井深结构的油气层适用于各种井深结构的油气层 阳离子聚合物钻井液阳离子聚合物钻井液抑制粘土水化膨胀抑制粘土水化膨胀262、油基钻井液油基钻井液避免了水敏
30、损害避免了水敏损害 缺点：成本高、环境污染大缺点：成本高、环境污染大3、可替代油基钻井液的水基钻井液、可替代油基钻井液的水基钻井液 有效防止滤液进入油气层，避免粘土水化，性有效防止滤液进入油气层，避免粘土水化，性能达到油基泥浆效果。能达到油基泥浆效果。27六、六、保护油气层的低压钻井液保护油气层的低压钻井液n n优点优点优点优点uu有效保护油气层，发现油气层有效保护油气层，发现油气层有效保护油气层，发现油气层有效保护油气层，发现油气层;可实现真正负压钻井无固相和无液相进入可实现真正负压钻井无固相和无液相进入可实现真正负压钻井无固相和无液相进入可实现真正负压钻井无固相和无液相进入无损害无损害无损
31、害无损害uu防止井漏；防止井漏；防止井漏；防止井漏；uu适用于低压油气层适用于低压油气层适用于低压油气层适用于低压油气层(压力系数压力系数压力系数压力系数1)1)n n缺点缺点缺点缺点uu不适用于井壁不稳定地层不适用于井壁不稳定地层不适用于井壁不稳定地层不适用于井壁不稳定地层28空气钻井空气钻井空气、氮气为钻井流体空气、氮气为钻井流体特殊设备：特殊设备：空气压缩机、增压器、井空气压缩机、增压器、井口旋转头。口旋转头。优点：优点：钻速快钻速快(310倍倍)，钻头寿命长，井底，钻头寿命长，井底压力压力1Mpa、遇油气立即进入井内。、遇油气立即进入井内。空气钻井流体空气钻井流体缺点：缺点：易出现井下
32、爆炸起火。易出现井下爆炸起火。氮气为钻井流体氮气为钻井流体缺点：缺点：氮气成本费用高。氮气成本费用高。空气钻井缺点：空气钻井缺点：不适宜出水量大的地层。不适宜出水量大的地层。压风机压风机增压器增压器旋转头旋转头出口出口氮气氮气29雾化钻井液雾化钻井液将少量水、发泡剂、防腐剂，以雾状将少量水、发泡剂、防腐剂，以雾状加入气流中，形成雾状流体；加入气流中，形成雾状流体；特殊设备：特殊设备：雾化器、空气压缩机、增压器、井口旋转头。雾化器、空气压缩机、增压器、井口旋转头。适用于出水量小的地层适用于出水量小的地层(23m3/h)充气钻井液充气钻井液将空气、氮气充在钻井液中，形成不将空气、氮气充在钻井液中，
33、形成不稳定气液两相流，以降低液柱压力。稳定气液两相流，以降低液柱压力。泡沫钻井液泡沫钻井液由基液（水）、空气（氮气）、发泡由基液（水）、空气（氮气）、发泡剂、稳泡剂经泡沫发生器形成的一种均匀、稳定气液两剂、稳泡剂经泡沫发生器形成的一种均匀、稳定气液两相流。相流。30泡沫钻井的特点：泡沫钻井的特点：泡沫密度低泡沫密度低(0.0320.064g/cm3)，井底压力低。，井底压力低。携屑能量强携屑能量强（10倍于水、倍于水、45于泥浆）泡沫强度于泥浆）泡沫强度高、粘度大。高、粘度大。液量低液量低含水量低于含水量低于25，水被束缚液膜中。，水被束缚液膜中。流体中无固相流体中无固相 具有较好的封堵能力具
34、有较好的封堵能力31七、复杂储层的钻井完井液技术七、复杂储层的钻井完井液技术复杂性体现在两个方面：复杂性体现在两个方面：一方面在于井下地层对安全正常钻井带来的复杂问一方面在于井下地层对安全正常钻井带来的复杂问一方面在于井下地层对安全正常钻井带来的复杂问一方面在于井下地层对安全正常钻井带来的复杂问题，如钻井过程中的漏、喷、塌、卡事故，也包括由于题，如钻井过程中的漏、喷、塌、卡事故，也包括由于题，如钻井过程中的漏、喷、塌、卡事故，也包括由于题，如钻井过程中的漏、喷、塌、卡事故，也包括由于特殊钻井工艺对钻井提出更高的要求；特殊钻井工艺对钻井提出更高的要求；特殊钻井工艺对钻井提出更高的要求；特殊钻井工
35、艺对钻井提出更高的要求；另一方面敏感性储层的保护问题将更进一步增加其另一方面敏感性储层的保护问题将更进一步增加其另一方面敏感性储层的保护问题将更进一步增加其另一方面敏感性储层的保护问题将更进一步增加其技术难度，而且往往复杂的钻井问题和储层保护问题交技术难度，而且往往复杂的钻井问题和储层保护问题交技术难度，而且往往复杂的钻井问题和储层保护问题交技术难度，而且往往复杂的钻井问题和储层保护问题交织在一起互相影响而使问题更加复杂，从而成为当前需织在一起互相影响而使问题更加复杂，从而成为当前需织在一起互相影响而使问题更加复杂，从而成为当前需织在一起互相影响而使问题更加复杂，从而成为当前需要角决的主要技术
36、难题之一。实践表明复杂条件下的钻要角决的主要技术难题之一。实践表明复杂条件下的钻要角决的主要技术难题之一。实践表明复杂条件下的钻要角决的主要技术难题之一。实践表明复杂条件下的钻井完井液大多为改性钻井完井液。井完井液大多为改性钻井完井液。井完井液大多为改性钻井完井液。井完井液大多为改性钻井完井液。32易漏易塌井的钻井完井液易漏易塌井的钻井完井液 要求钻井完井液必须具备防塌、防漏护油要求钻井完井液必须具备防塌、防漏护油层的三种功能。层的三种功能。首先，是如何保证安全、正常的钻开油层，首先，是如何保证安全、正常的钻开油层，即必须防漏、防塌、防喷；即必须防漏、防塌、防喷；其次，在此基础上实施保护油层技
37、术其次，在此基础上实施保护油层技术。33调整井的钻井完井液调整井的钻井完井液 调整井所钻油层的原始平衡状态已破坏，调整井所钻油层的原始平衡状态已破坏，因此，无论从钻井角度还是从保护油层角度，因此，无论从钻井角度还是从保护油层角度，都应针对这种已发生变化的油层采取相应的都应针对这种已发生变化的油层采取相应的措施。措施。34深井、超深井的钻井完井液深井、超深井的钻井完井液 深井、超深井的钻井完井液的最大特点是应用于高深井、超深井的钻井完井液的最大特点是应用于高深井、超深井的钻井完井液的最大特点是应用于高深井、超深井的钻井完井液的最大特点是应用于高温高压条件下，而且深井、超深井经常使用高密度钻井温高
38、压条件下，而且深井、超深井经常使用高密度钻井温高压条件下，而且深井、超深井经常使用高密度钻井温高压条件下，而且深井、超深井经常使用高密度钻井液（有时密度超过液（有时密度超过液（有时密度超过液（有时密度超过2.00g/cm2.00g/cm3 3）会对油层产生高压差。）会对油层产生高压差。）会对油层产生高压差。）会对油层产生高压差。因此，作为深井、超深井钻井首先必须考虑高温的影响，因此，作为深井、超深井钻井首先必须考虑高温的影响，因此，作为深井、超深井钻井首先必须考虑高温的影响，因此，作为深井、超深井钻井首先必须考虑高温的影响，这包括高温改变和破坏钻井液性能两个方面。这包括高温改变和破坏钻井液性能
39、两个方面。这包括高温改变和破坏钻井液性能两个方面。这包括高温改变和破坏钻井液性能两个方面。由于高温的复杂作用使深井钻井液的井下高温性能由于高温的复杂作用使深井钻井液的井下高温性能由于高温的复杂作用使深井钻井液的井下高温性能由于高温的复杂作用使深井钻井液的井下高温性能及热稳定性变得十分复杂，需要专门的评价方法和专用及热稳定性变得十分复杂，需要专门的评价方法和专用及热稳定性变得十分复杂，需要专门的评价方法和专用及热稳定性变得十分复杂，需要专门的评价方法和专用的耐温处理剂，从而形成了一项特殊的技术。的耐温处理剂，从而形成了一项特殊的技术。的耐温处理剂，从而形成了一项特殊的技术。的耐温处理剂，从而形成
40、了一项特殊的技术。35定向井、水平井的钻井完井液定向井、水平井的钻井完井液 定向井、水平井的钻井液，钻开油层时必须解决三大技术定向井、水平井的钻井液，钻开油层时必须解决三大技术定向井、水平井的钻井液，钻开油层时必须解决三大技术定向井、水平井的钻井液，钻开油层时必须解决三大技术难题：一是携带岩屑问题（包括解决垂沉现象）二是大斜度井难题：一是携带岩屑问题（包括解决垂沉现象）二是大斜度井难题：一是携带岩屑问题（包括解决垂沉现象）二是大斜度井难题：一是携带岩屑问题（包括解决垂沉现象）二是大斜度井段、水平井段的井眼稳定问题，三是润滑降摩阻的问题。段、水平井段的井眼稳定问题，三是润滑降摩阻的问题。段、水平
41、井段的井眼稳定问题，三是润滑降摩阻的问题。段、水平井段的井眼稳定问题，三是润滑降摩阻的问题。定定定定向向向向井井井井，特特特特别别别别是是是是水水水水平平平平井井井井在在在在对对对对油油油油层层层层损损损损害害害害的的的的因因因因素素素素上上上上与与与与直直直直井井井井的的的的差差差差异主要有：异主要有：异主要有：异主要有：(1)(1)油油油油层层层层与与与与完完完完井井井井液液液液接接接接触触触触面面面面积积积积比比比比直直直直井井井井大大大大得得得得多多多多，对对对对油油油油层层层层损损损损害害害害的的的的可可可可能性更大，其油层保护的技术难度更大。能性更大，其油层保护的技术难度更大。能性
42、更大，其油层保护的技术难度更大。能性更大，其油层保护的技术难度更大。(2)(2)油油油油层层层层浸浸浸浸泡泡泡泡时时时时间间间间长长长长。水水水水平平平平井井井井钻钻钻钻速速速速一一一一般般般般较较较较直直直直井井井井慢慢慢慢慢慢慢慢，而而而而且且且且从从从从钻开油层到完钻水平井所用时间比直井长。钻开油层到完钻水平井所用时间比直井长。钻开油层到完钻水平井所用时间比直井长。钻开油层到完钻水平井所用时间比直井长。(3)(3)对对对对油油油油层层层层压压压压差差差差大大大大。油油油油层层层层中中中中进进进进行行行行水水水水平平平平钻钻钻钻进进进进时时时时，随随随随水水水水平平平平段段段段增增增增长长长长，流动附加压力作用于所钻油层上，使其压差不断增大。流动附加压力作用于所钻油层上，使其压差不断增大。流动附加压力作用于所钻油层上，使其压差不断增大。流动附加压力作用于所钻油层上，使其压差不断增大。36谢谢 谢谢！37