李燕（長(zhǎng)城鉆探工程有限公司鉆井液公司 遼寧盤(pán)錦 124010）

隨著欠平衡鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展,相應(yīng)的欠平衡鉆井液技術(shù)也在不斷的更新。國(guó)外早在三十年代就開(kāi)始運(yùn)用天然氣和空氣鉆井及保護(hù)油氣層作業(yè)。而其在國(guó)內(nèi)的起步則開(kāi)始于五十年代。到了八十年代初，泡沫欠平衡鉆井液技術(shù)率先被新疆石油管理局應(yīng)用在稠油層鉆井中。隨后逐步開(kāi)展了充氣鉆井液和空氣霧化鉆井研究。隨著國(guó)內(nèi)欠平衡鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，相應(yīng)泡沫欠平衡鉆井液技術(shù)也得到了較大的提高。

一、泡沫欠平衡鉆井液在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)欠平衡鉆井液應(yīng)用并不多。中原油田使用清水混氣鉆井液成功實(shí)施2口井。其中，實(shí)施的毛8井混氣段機(jī)械鉆速可達(dá)0.96m/h，而該區(qū)域的定額機(jī)械鉆速為0.27m/h。因此，使用清水混氣毛8井的混氣段機(jī)械鉆速與定額機(jī)械鉆速相比，鉆速提高了近三倍。但使用清水混氣鉆井液，當(dāng)氣水比達(dá)到12.5%時(shí)，水與空氣之間十分容易發(fā)生分離現(xiàn)象[1]。

吐哈地區(qū)在恰102井對(duì)泡沫欠平衡鉆井進(jìn)行了試驗(yàn)，但是在起鉆后，發(fā)生了井下坍塌現(xiàn)象，試驗(yàn)以失敗告終，但吐哈地區(qū)還是總結(jié)了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，并且取得了一定的試驗(yàn)成果。當(dāng)其他鉆井參數(shù)相同時(shí)，采用泡沫欠平衡鉆井液進(jìn)行鉆井，其機(jī)械平均鉆速可達(dá)8.61m/h，而一般的鉆井液的機(jī)械鉆速僅為2.63m/h，泡沫欠平衡鉆井液的機(jī)械鉆井速度比應(yīng)用一般的鉆井液機(jī)械鉆速高出三倍多，只是泡沫品質(zhì)過(guò)高，超過(guò)了97%，導(dǎo)致泡沫流體霧化，并不具有足夠的攜砂能力。因此，應(yīng)該應(yīng)用于穩(wěn)定性比較好的地層，而且，其泡沫品質(zhì)應(yīng)該維持在53%至96%之間。井底的泡沫品質(zhì)也不應(yīng)該低于53%。

二、泡沫欠平衡鉆井液研究

泡沫鉆井液是指氣體介質(zhì)在液體中分散后與穩(wěn)泡劑和發(fā)泡劑或者粘土相結(jié)合而形成的一種分散體系，一般會(huì)被應(yīng)用于低壓產(chǎn)層鉆井中。泡沫欠平衡鉆井液分為可循環(huán)硬膠泡沫和純泡沫兩類(lèi)。其中，可循環(huán)硬膠泡沫還可以稱(chēng)為微泡鉆井液，而純泡沫還也稱(chēng)為穩(wěn)定泡沫。硬膠泡沫是由粘土、氣體、發(fā)泡劑與穩(wěn)定劑組成的穩(wěn)定的分散體系，其特點(diǎn)是泡沫壽命長(zhǎng)、攜砂能力比較強(qiáng)。常用于對(duì)大直徑鉆井巖屑攜帶、清洗井底、防漏、堵水、堵漏等等。但硬膠泡沫對(duì)油品污染和電解質(zhì)都比較敏感，所以通常不適宜在油氣井中應(yīng)用。勝利油田廣泛應(yīng)用了可循環(huán)硬膠泡沫鉆井液，其他油田應(yīng)用則較少?？裳h(huán)硬膠泡沫的濾失量比較低，固相含量也比較少，而且泡沫具有較好的穩(wěn)定性以及較高的強(qiáng)度，同時(shí)還可以對(duì)其進(jìn)行循環(huán)使用，也不會(huì)對(duì)泵上水造成任何影響。另外，可循環(huán)硬膠泡沫工藝比較簡(jiǎn)單，而且投資比較少，但效益卻非常高。泡沫鉆井液成本比較低，但是粘切比較大，會(huì)使得鉆井液動(dòng)態(tài)井底當(dāng)量密度比較大，氣體和液體也不容易發(fā)生分離，尤其是鉆遇以天然氣為主的油氣層的時(shí)，無(wú)法及時(shí)分離天然氣，從而加大了鉆井危險(xiǎn)。泡沫鉆井液在勝利油田中應(yīng)用效果比較好，對(duì)其受壓力與溫度的影響情況也有一定研究，只是所用井深都在三千米左右[2]。

純泡沫鉆井液則主要由氣體、水、發(fā)泡劑和穩(wěn)定劑以及其他化學(xué)助劑等組成。其中，氣體主要包括氮?dú)狻⒖諝狻⑻烊粴庖约岸趸嫉?。純泡沫與硬膠泡沫鉆井液不同，它對(duì)各種原油、電解質(zhì)以及鉆井作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的污染物并不敏感，而且還可以與之配伍，同時(shí)還能夠?qū)λM(jìn)行處理。純泡沫鉆井液主要應(yīng)用于對(duì)油氣層損害的保護(hù)，以及應(yīng)用于低壓油氣層與枯竭層、地?zé)峋@井、介于-20和-80攝氏度的永凍地區(qū)中。純泡沫鉆井液具有密度低、對(duì)油層傷害小、攜巖能力較強(qiáng)等特點(diǎn)。如今泡沫欠平衡鉆井液已經(jīng)廣泛應(yīng)用在國(guó)內(nèi)長(zhǎng)慶、新疆、遼河、二連和華北等油田的低壓油層鉆井中，而且取得了較好的效果。

三、泡沫欠平衡鉆井液的應(yīng)用前景

油層通常具有低滲、低壓等地質(zhì)特征，可以應(yīng)用與泡沫鉆井液匹配的泡沫欠平衡鉆井工藝來(lái)解決鉆井過(guò)程中存在的問(wèn)題，合理利用泡沫欠平衡鉆井液技術(shù)，可以在很大程度上減少鉆井液對(duì)油層的傷害。泡沫欠平衡鉆井液的凈化能力比較強(qiáng)，特別是在實(shí)施水平井和大斜度井的鉆井過(guò)程中，有效解決了沉積在井眼下側(cè)的巖屑床等問(wèn)題。泡沫欠平衡鉆井液能較好的適用于一些壓力系數(shù)比較低的地層鉆井過(guò)程中[3]。

泡沫欠平衡鉆井液不但性能比較穩(wěn)定，而且攜砂和攜巖能力較強(qiáng)，相當(dāng)于清水的十倍左右，其潤(rùn)滑性能、抗污染性能與巖屑清潔能力等方面都較好，有利于對(duì)其進(jìn)行分析，防止油層坍塌或油氣滲漏等現(xiàn)象發(fā)生。在一些裂縫發(fā)育或者漏失比較嚴(yán)重的地層、低壓或者超低壓的地層中，應(yīng)用泡沫欠平衡鉆井液有利于降低事故發(fā)生率，防止井壁坍塌等事件發(fā)生。泡沫欠平衡鉆井液還可以滿(mǎn)足地質(zhì)錄井的要求，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且保護(hù)油氣層。另外，其成本較低，不需要增加額外設(shè)備，可以為整個(gè)鉆井施工過(guò)程的高效優(yōu)質(zhì)提供保證。應(yīng)用泡沫欠平衡鉆井液鉆井時(shí)，會(huì)存在腐蝕工具和井壁穩(wěn)定等問(wèn)題。因此，要配備專(zhuān)門(mén)設(shè)備以及水力學(xué)軟件模型對(duì)巖石的機(jī)械特性等進(jìn)行充分考慮。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，使用欠平衡鉆井液進(jìn)行鉆井,具有保護(hù)油氣層、提高產(chǎn)能以及降低成本等優(yōu)點(diǎn)。因此，相關(guān)部門(mén)應(yīng)該加大對(duì)泡沫欠平衡鉆井液的研究力度，不斷創(chuàng)新與欠平衡鉆井液相匹配的關(guān)鍵技術(shù)，為泡沫欠平衡鉆井技術(shù)在國(guó)內(nèi)鉆井中的廣泛應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。

[1]田中嵐，申瑞臣，楊松.泡沫欠平衡鉆井液研究與應(yīng)用[J].鉆采工藝，2002(11)：45-46.

[2]趙海洋，郭宗誠(chéng)，周永章，毛萬(wàn)明.欠平衡鉆井液技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].石油鉆探技術(shù)，2002(12):58-59.

[3]關(guān)富佳，童伏松，姚光慶.泡沫鉆井液研究及其應(yīng)用[J].鉆井液與完井液，2003(11):97-98.