據中(zhōng)國(guó)石化報2023年8月14日報道，“近日，焦頁(yè)11平台的多(duō)口井順利完井，連續刷新(xīn)頁(yè)岩水基鑽井液施工(gōng)井段最長(cháng)3378米、水平段最長(cháng)2790米、位移最長(cháng)4181.35米3項中(zhōng)石化紀錄，标志(zhì)着我們新(xīn)研發的頁(yè)岩超滑水基鑽井液取得成功。”江漢油田工(gōng)程技(jì )術管理(lǐ)部鑽井室主任易争利說。

針對傳統油基鑽井液配制成本高、安(ān)全環保風險大的問題，近年來，江漢油田工(gōng)程技(jì )術管理(lǐ)部牽頭，研發了綠色環保的頁(yè)岩超滑水基鑽井液，降低了頁(yè)岩氣井鑽井危廢産(chǎn)生量，縮減了鑽後治理(lǐ)成本，同時降低了涪陵工(gōng)區(qū)頁(yè)岩氣水平井的鑽井作(zuò)業安(ān)全環保風險。

難解的“油基”困境

頁(yè)岩氣儲存于頁(yè)岩中(zhōng)，開采難度大，長(cháng)水平井開發能(néng)******限度提高導通能(néng)力。但長(cháng)水平井鑽井面臨着井下摩阻高、井眼清潔難度大等一系列難題。這就要求鑽井液有(yǒu)較強的潤滑性能(néng)，有(yǒu)效降低鑽具(jù)與地層之間的摩擦。

為(wèi)了避免井壁垮塌，國(guó)内頁(yè)岩氣水平井鑽井作(zuò)業，基本上全部采用(yòng)油基鑽井液，但在應用(yòng)過程中(zhōng)存在安(ān)全環保等較多(duō)風險。

代永波說，油基鑽井液的主要成分(fēn)是柴油，占比超80%，柴油價格高，增加了油基鑽井液成本。鑽具(jù)在鑽進作(zuò)業時産(chǎn)生的大量岩屑，經油基鑽井液浸泡後成為(wèi)油基岩屑，屬于危險廢物(wù)，處理(lǐ)成本較高。同時，各地方政府對石化企業一年危廢處理(lǐ)總量也有(yǒu)嚴格控制。

“水”替“油”解決問題

2016年，江漢油田依托國(guó)家重大專項項目涪陵頁(yè)岩氣開發示範工(gōng)程，組織科(kē)研骨幹與大專院校、荊州嘉華科(kē)技(jì )有(yǒu)限公(gōng)司聯合開展新(xīn)型頁(yè)岩水基鑽井液的研究與開發，提出用(yòng)水基鑽井液代替油基鑽井液的研究思路，圍繞抑制防塌劑、高效裂縫封堵劑和高效潤滑劑等方面進行研究，通過優化配比材料，成功研制出頁(yè)岩超滑水基鑽井液。

頁(yè)岩超滑水基鑽井液成功解決了頁(yè)岩膨脹問題，提高了對頁(yè)岩的抑制性。頁(yè)岩超滑水基鑽井液具(jù)有(yǒu)納米材料特性，可(kě)有(yǒu)效封堵頁(yè)岩内微小(xiǎo)的孔隙，就好比給頁(yè)岩表層覆蓋了一層高度緻密的膜，使頁(yè)岩超滑水基鑽井液中(zhōng)的水無法通過“膜”滲透進入頁(yè)岩。這就穩定了頁(yè)岩地層，避免了頁(yè)岩遇水膨脹，井壁垮塌等問題。

同時，頁(yè)岩超滑水基鑽井液還含有(yǒu)高效潤滑劑，提高了潤滑性，降低井下摩阻扭矩，提升了井眼延伸能(néng)力。

2020年，頁(yè)岩超滑水基鑽井液初步研制成功，同年10月在焦頁(yè)11号平台應用(yòng)成功，基本上達到了與使用(yòng)油基鑽井液一樣的效果。

“改良版”再獲成功

頁(yè)岩超滑水基鑽井液初步研制成功後，在後續推廣應用(yòng)過程中(zhōng)，又(yòu)遇見了很(hěn)多(duō)難題，經過科(kē)研人員努力攻關，全部予以解決。

科(kē)研人員研制頁(yè)岩超滑水基鑽井液時，其潤滑能(néng)力隻能(néng)滿足水平段2000米以内的井，後來在涪陵氣田不斷推廣應用(yòng)時，面對鑽井作(zuò)業水平段越來越長(cháng)，70%達到2500米以上，出現井下扭矩摩阻大，起下鑽通井困難，被迫提前完鑽等情況。

同時，頁(yè)岩超滑水基鑽井液在研制成功後，缺乏大規模應用(yòng)，重複利用(yòng)率比較低。“油基鑽井液的重複使用(yòng)率為(wèi)70%，而頁(yè)岩超滑水基鑽井液的重複使用(yòng)率僅為(wèi)30%，導緻大量水基鑽井液老漿長(cháng)期存放，無法使用(yòng)需進行處理(lǐ)，無形中(zhōng)增加了水基鑽井液成本。”易争利說。

面對上述問題，科(kē)研人員積極改良頁(yè)岩超滑水基鑽井液通過加強高速離心機的使用(yòng)，調整多(duō)功能(néng)基液的用(yòng)量，增強潤滑性。此外，針對頁(yè)岩超滑水基鑽井液缺乏大規模應用(yòng)的問題，科(kē)研人員在已經使用(yòng)過的頁(yè)岩超滑水基鑽井液中(zhōng)再添加藥劑，實現重複利用(yòng)，使用(yòng)率得到較大提升。

今年7月，經過改良的頁(yè)岩超滑水基鑽井液在涪陵頁(yè)岩氣田焦頁(yè)11平台應用(yòng)，取得試驗成功。

下一步，油田将持續研究和探索超滑水基鑽井液在深層高密度頁(yè)岩地層和陸相頁(yè)岩地層的适用(yòng)性，提高其解決複雜井眼軌迹和複雜地質(zhì)條件下的作(zuò)業能(néng)力，擴展及推廣頁(yè)岩氣水基鑽井液的應用(yòng)範圍。

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