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在长期生产实践过程中人们发现,在打开油层后的整个生产过程都容易导致油层损害,不仅容易造成储油层的产能降低,严重者完全丧失产油能力;而且还会影响发现新的油层,造成油田的巨大经济损失。国内外大量实验研究结果表明,油气层损害的主要原因是固相物质堵塞岩石孔道以及岩石性质和油层液体性质的改变;而其损害程度往往取决于油层岩石和流体的特性以及钻井、完井、采油生产方式等工程程序设计和实施的合理性。在钻井过程中,钻井液和完井液是油气层打开时首先接触油气层的工作液,由于油气层的打开改变了原有的环境状态,使得钻井液和完井液中固相和液相侵入油气层内,并且与油气层中的固相、液相或气相发生固-固、固-液、液-液、气-液、气-固等物理化学变化,就造成了油气层的有效渗透率受到不同程度的损害。油气层一旦受到损害,想要恢复到原有水平相当困难,理所当然费用也是非常昂贵。因此,在钻井过程中使用保护油气层的钻完井液是保护油气层,防止油气层受损害的重要环节。在油层部位的钻井作业过程中,要最大限度的保护油层,一般采用无固相钻井液来防止固相侵入对油层孔隙的堵塞和污染,油层钻井液一般称为钻开液。已有的油层钻井液如PRD钻开液、聚胺钻开液在海洋石油的现场使用中显示了较好的实际应用效果,在该钻开液体系中,为了最大限度的保证在高水敏油层和高含粘土地层的油层保护效果,在钻开液体系中一般含有一定量的KC1、聚胺或者JLX聚合醇类粘土抑制处理剂,但是聚胺、KCI和JLX以及体系中某些处理剂成本较高,就使得整个体系的应用成本偏高。在现有PRD钻开液、聚胺钻开液的基础上,室内对两种体系进行了优化,采用来源广、价格低廉的处理剂取代成本较高的处理剂,建立了一套在需要低成本作业情况下的无固相钻开液体系,该体系是采用NaCl作为加重剂的盐水体系,在该体系中NaCl不仅是加重剂,而且还是抑制剂。钻开液体系的加重与抑制和井壁稳定相关联,所采用的加重材料主要是水溶性无机和有机盐加重材料,如KCl、NaCl、HCOONa、HCOOK等,以便能够最大限度的保护储层。HCOONa和HCOOK加重效果最好,但是较难破胶,KC1市场价格约为4000元每吨,且加量超过4%时容易把井眼抑制太规则,造成起钻困难。室内选择的NaCl加重剂来源最广,且价格最低。并且盐水体系通常有以下优异特性:1)由于矿化度高,因此这种体系具有较强的抑制性,能有效地抑制泥页岩水化膨胀,保证井壁的稳定;2)具有较强的抗盐侵的能力,并且能够有效地抗钙侵和抗高温;3)由于该钻井液的滤液性质与地层原生水比较接近,因而此类钻井液对油气层的损害较轻;4)由于钻出的岩屑不容易在盐水中水化分散,岩屑在地面容易被清除,因而有利于保持钻井液较低的固相含量;5)盐水钻井液还能有效地抑制地层造浆,流动性好,性能较稳定。在通过各种处理剂的加量变化影响以及优化各种处理剂的加量基础上,得到低成本无固相钻开液体系最佳的配方:海水+0.1%NaOH+0.25%Na2C03+0.7%JHVIS.W+2%FLOCAT++3%JLX-C+15%NaCI+6%CaC03(密度1.15g/cm3)。室内对该体系进行了抗温性能、加重性能、抗侵污性能、抑制性能以及润滑性能等综合性能评价,研究结果表明:1)该钻开液体系是采用来源广且价格低廉的NaCl作为加重剂(NaCl可加重至密度1.27g/cm3);应用成本较低的流型调节剂JHVIS-W取代PF-VIS,建立起的一套既经济又具有优异性能的盐水体系,因而具有一般盐水钻井液固有的优良特性;2)所研究的低成本无固相钻开液体系具有独特的流变性,即具有较高的动塑比和很高的低剪切粘度,这对大斜度井及水平井悬浮和携带钻屑以及防止岩屑床的形成是非常有利的;该体系具有流变性好、润滑性好和热稳定性好等优点;3)低成本无固相钻开液体系在温度40℃到120℃内,都具有较好的流变性能,显示了低成本无固相钻开液体系较好的抗温能力;低成本无固相钻开液体系具有良好的抗CaCl2、MgCl2、钻屑污染能力;摩阻低,润滑性能好,pH对钻开液体系性能的影响不大;且依据所添加处理剂的变化,可以对体系的性能进行方便的调整;4)该体系由于矿化度高,因此体系具有较强的抑制性,能有效地抑制泥页岩水化,保证井壁稳定,滚动回收率高达95%;其滤液性质因与地层原生水比较接近,故对油气层的损害较轻;5)低成本无固相钻开液化学破胶液的配方为:过滤海水+2~5%PF-JPC破胶剂。该破胶液在不同温度下(21-145℃)对低成本无固相钻开液体系均具有良好的破胶效果,5h的破胶率均大于90%,应用温度范围广。能有效溶解低成本无固相钻开液体系在井壁所形成的泥饼,较好的解除体系对地层的堵塞,达到保护储层的目的;6)与低成本无固相钻开液体系相配套的隐形酸完井液配方组成如下:过滤海水+2-3%PF-HCS+0.5~1.0%PF-HTA+1.0~2.0%JCI;完井液具有较低的表面张力,且浊度值较低;7)低成本无固相钻开液在无粘土相的情况下,在加入酸溶性暂堵剂并结合进行胶液液化破胶完井的情况下,具有大于97%以上的渗透率恢复,说明低成本无固相钻开液体系破胶后用隐形酸完井液对油气田具有很好的储层保护效果;8)与目前海洋常用的PRD钻开液和聚胺钻开液相比较,该低成本无固相钻开液具有同样优异的性能,但是成本却大幅度降低了,在需要低成本作业的情况下,可考虑采用氯化钠加重的低成本无固相钻开液体系。