石油石化科技
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2009/10/22
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来源：中国石油石化工程信息网
[中国钻井网2008年3月4日] 由江汉油田钻井公司研制的水基成膜钻井液技术，近期在现场应用中取得良好效果，实现了防塌、携砂、防卡等功能，有效提高了井壁稳定性，缩短了建井周期。
井壁稳定问题一直是个非常复杂的世界性难题。在一些极易坍塌的复杂地区，以及储层能量不断衰减的地区进行钻井作业，需要尽可能降低钻井液密度来钻开储层，而钻井液密度的降低会直接导致井壁失稳。这样，降低钻井液密度与井壁稳定性之间的矛盾越来越突出。
我国的石油钻井企业也经常遇到井壁失稳问题，如准噶尔盆地的山前构造及南方海相的须家河组、松辽平原的嫩江组、江汉油田的广华组等地层，时常出现垮塌，影响了钻井施工的顺利进行。
井壁失稳制约钻井施工
据江汉油田钻井公司有关人员介绍，井壁不稳定的情形主要有：钻井过程中井壁坍塌或缩径、地层破裂或压裂两种类型。
钻井之前，地层深处的岩石由于受到各个方向的应力和地层压力作用，处于平衡状态。当井眼被钻开后，钻井液液柱取代了所钻岩层对井壁的支撑，破坏了地层原有的平衡。若井壁周围岩石所受的力超过本身强度，脆性地层会产生坍塌，塑性地层会产生缩径，造成井壁不稳定。
井壁的稳定性问题，是影响井眼轨迹和钻井综合效益的关键因素之一。国内数百口井的统计说明，90%以上的井壁坍塌发生在泥页岩地层，其中硬脆性泥页岩地层约占2/3，软泥岩地层约占1/3。
关于井壁稳定问题的研究，一般采取的主要技术是：先分析和认识不稳定的泥页岩或坍塌地层的组织结构特性，针对井壁失稳的影响因素，研究与之配套的钻井液体系及钻井液工艺技术。
目前，解决井壁失稳问题最好的办法是使用“活度平衡”的油基钻井液体系，但油基钻井液体系因成本高、污染环境、影响地质录井等原因而很少被人们使用，更多的则是选择水基钻井液体系。
随着井壁稳定理论研究的不断深入，国内外学者通过对泥页岩的深入研究，发现泥页岩在与钻井液作用时会产生“半透膜”。根据这一特征，科研人员通过对现有的钻井液体系研究发现，在一定条件下，水基成膜钻井液既能达到近似油基钻井液的性能，又能解决油基钻井液的不足。
与此同时，在一些特殊地层，使用水基成膜钻井液替代油基钻井液取得了满意的效果，如国外研发的新型水基钻井液，缓解了页岩地层的井壁不稳定问题；国内的半透膜钻井液技术，近期分别在冀东油田的G76-42井、克拉玛依油田的T85242井得到应用，成功解决了以前十分突出的井壁不稳定问题。
寻求井壁稳定新途径
在我国东部地区的部分老油田，井壁稳定问题尤其突出。这些油田随着开发的不断深入，储层能量不断衰减。为了更好地实施钻探，就需要尽可能降低钻井液密度，而这又会带来井壁不稳定的问题。
