谈钻井液封堵特性在防止井壁坍塌中的作用

第 2 5 卷 第 1期 2 0 0 8年 1月 钻 井 液 与 完 井 液 DRI LL I NG FI UI D & C0MPL ET1 0N F LUI D Vo 1 ． 2 5 NO ． 1 J a n u ． 2 0 0 8 文 章 编 号 ： 1 0 0 1 — 5 6 2 O ( 2 0 o 8 ) O 1 0 0 0 3 ～ 0 3 谈钻 井液 封堵 特 性在 防止 井壁 坍塌 中的作 用 徐 加放 邱 正 松 黄 晓东 ( 1 ． 中国石油大学( 华东) 石油工程学院 ， 山东东营 ； 2 ． 中海油秦皇岛 3 2 — 6作业分公 司， 天津塘沽) 摘要 从比亲水量、 能量 守恒以及岩石断裂力学等方面分析了钻井液封堵特性和滤失量对防止井壁坍塌 的重要 作用。根据现场实例指 出： 岩石 内部微裂纹在 应力作用下 的扩展促进 了微裂纹 的连 接， 随之侵入的钻井液滤液与岩 石间的物理化学反应使岩石 内能增加进一步加速 了岩石裂纹 的扩提． 是造成井壁坍塌和失稳 的主要原 因。因此， 加 强钻井液封堵性能， 降低钻井液滤失量， 防止岩石 与钻井液滤液间的物理化学作用是 防止井壁坍塌的重要建径。 关键词 钻井液性能 封堵 井 眼稳定 比亲水量 能量 守恒 岩石断裂力学 中 图分 类 号 ： T E 2 5 4 ． 3 文献 标 识 码 ： A 井壁坍塌 是钻井 过 程 中遇 到 的最棘 手 的井 下 复 杂事故之一 。由于钻井 液具备 了携带 和悬 浮岩 屑、 平 衡地层压力 、 防止井壁 坍塌 等很 多重 要功 能 ， 保 证 了 钻井工程 的顺 利实 施 ， 而被 誉 为钻井 工 程 的“ 血液 ” 。 然而 ， 钻 井 液 需要 通 过 “ 物 化 封 固井 壁 阻缓 压 力 传 递一加强抑制 水化～ 化学 位活 度平 衡一 合 理密 度 有 效应力支撑” 等多种作 用 方式 ， 即所谓 的“ 多元协 同” 稳定井壁理论 _ 1 才能 较好地 实 现井 壁稳 定 。该 理论 首先强调 了“ 物化封 固井壁 阻缓压 力传递” ， 实际上是 强调了钻井液 的封堵性能 。 1 钻井液封堵性在防止井壁坍塌 中的 重 要 性 1 ． 1 在钻 井液／ 泥页岩 的物理 化学作 用方 面 ， 可 减 轻 泥页岩 的水化效 应 钻井 液 滤液 在 一定 压差 下 向地 层 渗透 ， 井 壁 岩 石 ( 特别 是 泥 页 岩 ) 遇 水 发 生 水 化 膨 胀 ， 甚 至 分 散 。 评价 泥页 ......