摘要：在鉆井施工中，鉆井液性能的好壞直接關系到鉆井施工能否順利進行。井壁失穩(wěn)容易導致井壁垮塌、縮徑和地層破裂等一系列問題，因此，保持井壁穩(wěn)定十分重要。本文主要對鉆井過程中，井壁失穩(wěn)的危害進行了分析，從鉆井液密度、抑制性 、慮失量和固相等方面對鉆井液性能進行了闡述，探討了鉆井液性能對鉆井液井壁穩(wěn)定性的影響。

關鍵詞：鉆井液;性能;井壁;穩(wěn)定性;影響

在鉆井過程中，井壁失穩(wěn)會導致井壁垮塌和縮徑等事故的產(chǎn)生。首先，井壁垮塌會導致泵壓失去穩(wěn)定性，出現(xiàn)嚴重的憋泵問題，從而導致地面設備被損壞。在井壁出現(xiàn)垮塌問題之后，會導致鉆桿扭矩增加，在扭矩不斷增加且達到一定數(shù)值后，會出現(xiàn)比較嚴重的卡鉆問題，從而增加鉆井作業(yè)風險。其次，如果出現(xiàn)了嚴重的井壁 垮塌問題，則鉆井過程中產(chǎn)生的巖屑將會進入到鉆井液中，進而使得鉆井液的性能下降。當出現(xiàn)縮徑問題時，很容易出現(xiàn)憋鉆、轉(zhuǎn)盤及頂驅(qū)負荷增加等一系列問題，嚴重者甚至會導致鉆具轉(zhuǎn)動困難，最終可能會發(fā)生卡鉆問題。

因此，防止井壁失穩(wěn)問題的出現(xiàn)對于油氣田企業(yè)而言十分重要。

1鉆井液性能

1.1密度

鉆井液密度是鉆井液最基本的性能之一。鉆井液密度的高低，與穩(wěn)定井壁、平衡地層壓力有著非常重要的關系。因此，鉆井液密度的合理確定是保證安全鉆井的重要前提。在進行鉆井液密度確定的過程中，要根據(jù)區(qū)塊已鉆井實測的地層孔隙壓力、破裂壓力和坍塌壓力來進行，保證鉆井過程中地層既不能被壓漏，也不能發(fā)生油氣侵。另外，在鉆井過程中，鉆井液對井下破碎的巖屑起到壓持的作用，因此，為了避免鉆頭重復破碎巖屑，提高機械鉆速，在保證井下安全的情況下，要盡量降低鉆井液的密度。

1.2慮失量

鉆井液的慮失量也是鉆井液非常重要的一項性能，在進行鉆井液設計和現(xiàn)場應用的過程中，總是過分的強調(diào)慮失量，但是無論如何強調(diào)鉆井液的慮失量，對于水基鉆井液而言，慮失量總是存在的，要想將慮失量降到最低，就需要加入大量的處理劑來實現(xiàn)，從而增加了鉆井液的處理成本。因此，對于慮失量要進行綜合考慮，根據(jù)不同地區(qū)的地層情況，在保證井眼穩(wěn)定的前提下，合理調(diào)整鉆井液的慮失量。

1.3固相

鉆井液的固相控制是特別關鍵的一項指標，特別是在應用低密度鉆井液體系下，固相控制更加重要。在相同的條件下，低密度鉆井液體系中固相含量控制的越低，鉆井液中的內(nèi)摩擦阻力就會越小，有利于降低能量損耗，從而提高鉆井液在高溫、高壓地層應用中的穩(wěn)定性和抗污染性的能力 。

1.4抑制性

鉆井液的抑制性對井壁穩(wěn)定和鉆井液的整體性能都至關重要。就目前的水基 鉆井液而言，沒有一種鉆井液能夠達到抑制性最好的，在以往的鉆井液中加人無機鹽會使鉆井液的抑制性增強，但是加量卻很大，這不僅增加了處理劑的成本，同時也使鉆井液的其他性能發(fā)生了變化，導致鉆井液性能不穩(wěn)定。近年來，在鉆井液中加人聚合物提高了鉆井液的抑制性，由于聚合物具有加人量小，對其他性能影響和作用周期長等特點，在鉆井中廣泛應用。

2鉆井液性能對井壁穩(wěn)定性的影響

2.1 化學物質(zhì)的影響

（1）鹽類的影響。對井壁穩(wěn)定性具有影響的鹽類主要包括硅酸鹽、鉀鹽、鈉鹽以及鈣鹽與鋁鹽等。對于硅酸鹽而言，地層中的硅酸鹽可以在某些孔隙位置處產(chǎn)生不溶的沉淀物，進而使得地層中的孔隙被堵塞，濾液將無法進入到地層之中，在開展壓力穿透作業(yè)過程中也很難得到比較理想的效果，可以有效避免井漏及井壁垮塌等問題出現(xiàn)。對于鉀鹽而言，如果鉆井液中含有鉀鹽，則會使得地層中蒙脫石的膨脹壓力嚴重下降，鉀鹽中的晶格結構也會使得黏土的水化膨脹作用嚴重下降，因此，鉀鹽的存在可以發(fā)揮穩(wěn)定井壁的作用。對于鈉鹽而言，盡管鈉鹽的抑制性弱于鉀鹽，但是由于鈉鹽的溶解度相對較高，因此，使用含有鈉鹽的鉆井液可以降低侵入到地層中的濾液量，這對于防止井壁垮塌問題十分有利。但是，如果地層中含有伊利石，此時如果鈉鹽的含量相對較大，則會使得伊利石的水化能力增加，這對于井壁的穩(wěn)定性十分不利，載這種情況下，將鈉鹽和鉀鹽共同使用會取得較好的效果。（2）聚合物的影響。如果鉆井液中的聚合物具有很好的分子結構和較強的展開能力，則會使得地層中黏土顆粒有效的連接在一起，防止地層出現(xiàn)黏土分散問題，這對于穩(wěn)定井壁十分有利。

2.2 pH值的影響

研究表明，鉆井液的 pH 值也會對井壁的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，特別是在泥頁巖井段。鉆井液中的堿性物質(zhì)會使得地層中的伊利石和綠泥石等成分快速分解，且鉆井液的堿性越強，其分解速度越快，同時，堿性的鉆井液也會帶來一定的膨脹力，使得井壁的垮塌速度加快，因此，在進行鉆井液配置的過程中，需要盡可能減少燒堿等物質(zhì)的使用量，可以使用碳酸鈉等物質(zhì)對鉆井液的酸堿度進行調(diào)節(jié)。

2.3 化學勢的影響

在鉆井液進入地層后，對于鉆井液與地層流體而言，由于其構成及濃度存在差異，因此，在兩者間就會出現(xiàn)較大勢能差，由于存在勢能差作用，鉆井液會向地層縫隙進入，在地層中會發(fā)生體積膨脹，使得井壁比較松軟，從而導致井壁失穩(wěn)狀況發(fā)生。另外，若鉆井液化學勢較低，則鉆井液就會進入井壁中，在這種情況下可以增加井壁強度，有利于井壁穩(wěn)定性增強。所以，為有效避免發(fā)生井壁失穩(wěn)問題，應當保證鉆井液的化學勢低于地層中的流體。

3結束語

綜上所述，在鉆井過程中，壁失穩(wěn)不但會使鉆井作業(yè)的效率和質(zhì)量受到嚴重影響，而且還可能引發(fā)鉆井設備損失甚至人員傷亡事故。鉆井液密度、抑制性、濾失量和低密度固相的控制是保證鉆井液良好性能的關鍵，因此，研究鉆井液性能對井壁穩(wěn)定性的影響具有非常重要的現(xiàn)實意義。相關技術人員需要高度重視鉆井液性能對井壁穩(wěn)定性所產(chǎn)生的影響，并根據(jù)具體情況采用新技術來滿足鉆井液性能控制和井壁穩(wěn)定的需要，提高井壁的穩(wěn)定性。

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作者簡介：李百利（1972-），男，遼寧北票人，助理工程師，從事鉆井施工管理工作。