林永學(xué)，王顯光

（中國(guó)石化石油工程技術(shù)研究院，北京100101）

2009年以來(lái)，中國(guó)石化集團(tuán)公司大幅增加了非常規(guī)油氣資源[1］的勘探投入，并開(kāi)始建成我國(guó)第一個(gè)年產(chǎn)50×109m3頁(yè)巖氣的焦石壩頁(yè)巖氣田，拉開(kāi)了我國(guó)頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)的序幕。在非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)中，鉆井施工的主要挑戰(zhàn)來(lái)自在頁(yè)巖地層水平井段的井眼穩(wěn)定。在北美頁(yè)巖油氣開(kāi)發(fā)中，油基鉆井液占70%左右，水基鉆井液占30%。根據(jù)Marcellus、Eagle Ford和Haynesville等3個(gè)地區(qū)上千口井的統(tǒng)計(jì)，使用水基鉆井液的主要問(wèn)題是卡鉆復(fù)雜情況突出，鉆井周期、下套管時(shí)間、施工安全風(fēng)險(xiǎn)都高于油基鉆井液。油基鉆井液的主要問(wèn)題是成本與環(huán)境保護(hù)突出，并且井漏會(huì)增大油基鉆井液的成本。國(guó)內(nèi)完成的頁(yè)巖勘探水平井與開(kāi)發(fā)水平井全部采用油基鉆井液，在頁(yè)巖油氣勘探的初期，在個(gè)別井的定向段層采用過(guò)水基鉆井液，但出現(xiàn)過(guò)嚴(yán)重的井眼失穩(wěn)問(wèn)題，甚至導(dǎo)致側(cè)鉆的嚴(yán)重復(fù)雜情況。

油基鉆井液（oil-based mud，簡(jiǎn)稱為OBM）是一類完全以非（弱）極性油品作為連續(xù)相的鉆井液體系，與國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期以來(lái)廣泛使用的水基鉆井液相比，OBM幾乎不與水敏性地層礦物發(fā)生作用，具有抑制性強(qiáng)、潤(rùn)滑性好、抗污染能力突出等特點(diǎn)。油基鉆井液是鉆井行業(yè)鉆探各類頁(yè)巖、泥巖、鹽膏層等復(fù)雜地層的重要手段，也是高溫高壓深井和復(fù)雜定向井安全鉆井的重要技術(shù)措施[2］。因此，OBM是深層常規(guī)油氣與非常規(guī)油氣資源勘探開(kāi)發(fā)的有力保障，研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的油基鉆井液也成為中國(guó)石化近幾年來(lái)鉆井液技術(shù)持續(xù)攻關(guān)的重要方向。

國(guó)內(nèi)自20世紀(jì)80年代開(kāi)始應(yīng)用油基鉆井液以來(lái)，發(fā)展較為緩慢，與國(guó)外同類技術(shù)相比具有一定的差距，主要表現(xiàn)為流變性差、處理劑用量大、高品質(zhì)處理劑缺乏、配套技術(shù)極其不完善，導(dǎo)致頁(yè)巖氣勘探初期的重點(diǎn)水平井不得不使用國(guó)外的油基鉆井液，從而大幅度增加了鉆井成本。為此，自2009年起，隨著頁(yè)巖油氣資源勘探開(kāi)發(fā)的迅速發(fā)展，中國(guó)石化集團(tuán)公司開(kāi)展了油基鉆井液體系及其配套技術(shù)的研究與應(yīng)用。截至2014年，研發(fā)了多種關(guān)鍵處理劑，形成了柴油基、礦物油基等多套油基鉆井液體系[3-4］，已經(jīng)基本解決了國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)油基鉆井液技術(shù)的不足，在涪陵、彭水等地區(qū)共50余口井進(jìn)行了應(yīng)用[5-7］，有力保障了中國(guó)石化上述地區(qū)頁(yè)巖氣的勘探開(kāi)發(fā)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 頁(yè)巖油氣勘探對(duì)油基鉆井液技術(shù)的挑戰(zhàn)

頁(yè)巖油氣資源的商業(yè)開(kāi)發(fā)采用水平井技術(shù)，頁(yè)巖氣水平井水平段的長(zhǎng)度通常為800.00～2500.00m。首先，頁(yè)巖氣井的目的層是以硬脆性礦物為主的地層，其頁(yè)理、層理、微裂隙發(fā)育，鉆井過(guò)程中井壁失穩(wěn)和井漏的風(fēng)險(xiǎn)大；其次，為有利于后續(xù)水力壓裂和達(dá)到獲得更高產(chǎn)能的目的，頁(yè)巖油氣水平井通常沿著或者接近最小水平主應(yīng)力的方位鉆進(jìn)，這種軌道設(shè)計(jì)增大了井壁失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)；另外，長(zhǎng)水平段鉆進(jìn)對(duì)井眼清潔能力也提出了極高的要求。綜上所述，頁(yè)巖油氣資源的開(kāi)發(fā)對(duì)油基鉆井液提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，需要深入研究解決低油水比條件下的乳化穩(wěn)定性、保障井眼凈化的低ECD流變性能控制、防漏堵漏和含油廢棄物的處理等系列技術(shù)難點(diǎn)。

1.1 低油水比條件下的乳化穩(wěn)定性

確保OBM中的水相液滴在油相中均勻分散、乳化穩(wěn)定是OBM的基本要求，也是對(duì)其流變性、封堵性等其他性能進(jìn)行有效調(diào)控的基礎(chǔ)與根本前提[8］。一般情況下，OBM的油水比大多為70～90∶30～10，以破乳電壓（ES）衡量其乳化穩(wěn)定性，ES高于400V即可達(dá)到鉆井施工的需求。就OBM的組成而言，油水比越低、其成本越低，但意味著其乳化穩(wěn)定性會(huì)變差。因此，低油水比是衡量OBM技術(shù)水平的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，也是降低OBM成本的重要措施，而設(shè)計(jì)、研發(fā)、使用高性能的乳化劑是提高低油水比OBM乳化穩(wěn)定性的關(guān)鍵與核心。

1.2 保障井眼凈化的低ECD流變性能控制

與水相比，用作OBM連續(xù)相的基礎(chǔ)油均具有較強(qiáng)的溫度敏感性，即其黏度受溫度影響較大。因此，OBM通常在低溫條件下具有較高的黏度與切力，隨著溫度的上升，其黏度和切力大幅降低。另外，國(guó)內(nèi)可以用于OBM調(diào)控黏度和切力的處理劑很少，因此，OBM流變性能調(diào)控的難度很大。國(guó)內(nèi)OBM配制完成后通常具有較理想的流變性能和相對(duì)合理的黏度和切力，但經(jīng)過(guò)高溫老化或者入井后其流變性能迅速變差，表現(xiàn)為切力低、懸浮能力差。鉆井過(guò)程中為了提高OBM的切力，增強(qiáng)攜巖能力，不得不大量使用有機(jī)膨潤(rùn)土、乳化劑等親油膠體，結(jié)果使OBM的漏斗黏度和塑性黏度大幅升高，從而造成環(huán)空壓耗明顯上升、ECD大幅升高，不僅導(dǎo)致鉆速下降，而且增大了誘導(dǎo)性漏失的風(fēng)險(xiǎn)?？傊琌BM的流變性能控制一直是國(guó)內(nèi)OBM研發(fā)面臨的突出問(wèn)題，也是與國(guó)外OBM的主要差距所在[9］。因此研發(fā)高效的流變性能調(diào)節(jié)劑是解決該問(wèn)題的關(guān)鍵。

1.3 與油基鉆井液配套的防漏堵漏

OBM由于成本較高，因此鉆井過(guò)程中如何減少消耗、避免漏失是有效降低OBM應(yīng)用成本的關(guān)鍵。由于與水基鉆井液具有本質(zhì)的區(qū)別，因此常規(guī)的防漏堵漏材料與技術(shù)措施在OBM中難以獲得理想的效果。國(guó)外在使用OBM鉆井時(shí)，廣泛使用Soltex、Baracarb等專用封堵材料解決其漏失問(wèn)題，但截至目前仍未能有效解決OBM的漏失問(wèn)題；國(guó)內(nèi)也很少進(jìn)行OBM專用防漏堵漏技術(shù)的研究。因此，OBM的漏失問(wèn)題也是鉆井液工作者亟待解決的技術(shù)難題之一。

1.4 含油鉆屑或廢棄油基鉆井液的處理

含油鉆屑或廢棄OBM不經(jīng)處理直接排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大的影響：其影響程度取決于OBM的毒性、生物可降解性和聚集特性；影響范圍主要取決于廢棄物的排放量、排放深度等，在深水區(qū)域由于水流作用，排放點(diǎn)越深，影響區(qū)域就越廣。國(guó)內(nèi)含油鉆屑與廢棄OBM的處理技術(shù)發(fā)展較慢，尚不成熟，現(xiàn)階段難以完全達(dá)到我國(guó)環(huán)保法律法規(guī)規(guī)定的要求，這也是環(huán)境保護(hù)和鉆井液科技工作者亟待解決的突出問(wèn)題之一[10］。

2 中國(guó)石化油基鉆井液技術(shù)主要進(jìn)展

近5年來(lái)，中國(guó)石化針對(duì)國(guó)內(nèi)OBM體系流變性差、處理劑用量大、高品質(zhì)處理劑缺乏、配套技術(shù)不完善等突出問(wèn)題，通過(guò)借鑒吸收、自主研發(fā)等技術(shù)手段，在OBM關(guān)鍵處理劑、鉆井液體系和含油廢棄物處理技術(shù)方面均取得了可喜的進(jìn)展，為OBM技術(shù)的自主化應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

2.1 油基鉆井液處理劑

2009年以來(lái)，中國(guó)石化圍繞OBM乳化劑、有機(jī)膨潤(rùn)土、流變性調(diào)節(jié)劑和降濾失劑等開(kāi)展了相關(guān)的技術(shù)攻關(guān)，并在有機(jī)膨潤(rùn)土、乳化劑和流變性調(diào)節(jié)劑的研發(fā)方面取得了突出的進(jìn)展，研制的產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)取得了良好的應(yīng)用效果。

2.1.1 有機(jī)膨潤(rùn)土

有機(jī)膨潤(rùn)土是OBM的基本組分，它可以有效提高OBM的黏度、切力，并能降低OBM的濾失量。國(guó)內(nèi)的有機(jī)膨潤(rùn)土主要應(yīng)用于油漆、印染、日化等領(lǐng)域，專門用于OBM的有機(jī)膨潤(rùn)土類型較少，質(zhì)量也差別很大。為此，董天雷等人[11］利用鈉膨潤(rùn)土與季胺鹽類表面活性劑、插層劑等進(jìn)行充分吸附反應(yīng)，制得了具有良好造漿性能的有機(jī)膨潤(rùn)土，這種親油膨潤(rùn)土在柴油和白油中具有良好的分散性能和增黏效果，其膠體率達(dá)到95%以上，整體指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外的同類產(chǎn)品。

2.1.2 乳化劑

乳化劑是確保OBM乳化穩(wěn)定性的關(guān)鍵與核心處理劑。國(guó)內(nèi)OBM乳化劑一直以脂肪酸、脂肪酸皂和烷基苯磺酸皂等表面活性劑為主，其分子內(nèi)通常含一個(gè)親水基團(tuán)和一個(gè)親油基團(tuán)，其親油基團(tuán)分布于油相中，親水基團(tuán)帶有負(fù)電荷，通過(guò)與水相中的Ca2＋作用，呈“錨狀”分布于油水界面上（見(jiàn)圖1（a））。但由于親水基團(tuán)均帶有負(fù)電荷，在油水界面上鋪展時(shí)，分子間由于同性電荷的斥力作用會(huì)顯著影響其分布的致密程度，因此不利于油水界面膜強(qiáng)度的提高，也不利于鉆井液切力的提高，表現(xiàn)為乳化穩(wěn)定性不高、切力很低。

為了克服上述不足，王顯光等[3］設(shè)計(jì)、研發(fā)了分子內(nèi)具有多個(gè)吸附基團(tuán)、通過(guò)化學(xué)鍵將吸附基團(tuán)內(nèi)部鏈接的低聚大分子乳化劑SMEMUL。相比傳統(tǒng)乳化劑，SMEMUL具有較大的分子伸展體積，其多個(gè)親水基團(tuán)可以同時(shí)在界面上吸附，像多個(gè)錨嵌入水相中（見(jiàn)圖1（b）），由于其分子直接通過(guò)化學(xué)鍵相連，避免了多個(gè)親水基團(tuán)間的電荷斥力，因此，乳化劑在油水界面上排列的更加致密、穩(wěn)定性更高。同時(shí)，由于親油基團(tuán)數(shù)量更多，分子間多個(gè)親油基團(tuán)發(fā)生纏繞，形成膠束的概率大幅增大，利于油相結(jié)構(gòu)力的提高。通過(guò)上述2方面的綜合作用，使這種新型的大分子乳化劑具有傳統(tǒng)乳化劑無(wú)法比擬的乳化效果。

圖1 傳統(tǒng)乳化劑和大分子乳化劑乳化原理Fig.1 Schematic diagram of emulsification principles of traditional emulsifier and macromolecule SMEMUL

2.1.3 流變性調(diào)節(jié)劑

針對(duì)OBM結(jié)構(gòu)力低、切力調(diào)控措施少的問(wèn)題，何恕等人[7］基于界面吸附和電性吸附理論，通過(guò)電性材料和強(qiáng)吸附材料的設(shè)計(jì)與使用，研制了一種新型OBM流變性調(diào)節(jié)劑SMHSFA。通過(guò)與SMEMUL的協(xié)同作用，加入少量SMHSFA即可顯著提升OBM的切力、結(jié)構(gòu)力、動(dòng)塑比和低剪切速率下的黏度（見(jiàn)圖2），改善其流變性能，尤其適用于長(zhǎng)水平段水平井或大位移井的鉆井施工。

2.2 油基鉆井液體系

中國(guó)石化根據(jù)不同區(qū)塊的地質(zhì)情況、工程施工需求，研發(fā)了柴油基、礦物油基、合成基等OBM，部分OBM的性能達(dá)到了國(guó)外先進(jìn)OBM的水平。

圖2 SMHSFA加量對(duì)油基鉆井液性能的影響Fig.2 Influence of SMHSFA amount on property of oil-based drilling fluid

王顯光、何恕等人[3，7］以研發(fā)的高效乳化劑SMEMUL和流變性調(diào)節(jié)劑SMHSFA為核心處理劑，基于頁(yè)巖水平井工程要求，構(gòu)建、形成了具有低塑性黏度、高切力特征的柴油基和礦物油基2套油基鉆井液（簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)VHS OBM）體系，并且配套了LVHS OBM的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝、回收再利用技術(shù)、防漏堵漏技術(shù)和與含油廢棄物處理工藝，從而形成了完善的LVHS OBM技術(shù)。LVHS OBM的配方為0號(hào)柴油（或3號(hào)白油）＋20.0%CaCl2溶液＋3.5%SMEMUL＋2.0%CaO＋2.0% 有機(jī)膨潤(rùn)土＋2.0%降濾失劑＋0.3%SMHSFA＋3.0%封堵劑，其與國(guó)外先進(jìn)OBM的性能指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 LVHS OBM與國(guó)外OBM性能的對(duì)比Table 1 Comparison of properties between LVHS OBM and OBM of foreign companies

由表1可以看出，LVHS OBM的性能指標(biāo)達(dá)到了國(guó)外公司OBM的水平，并且還具有以下技術(shù)特點(diǎn)：1）漏斗黏度和塑性黏度較低、切力較高、動(dòng)塑比理想，有利于長(zhǎng)水平段井眼凈化；2）油水比為70～90∶30～10，具有良好的乳化穩(wěn)定性，破乳電壓700～1 600V；3）柴油和礦物油均可做為基油，可滿足不同環(huán)境條件下鉆井施工的要求；4）具有良好的封堵防漏效果，可以有效保障微裂縫發(fā)育地層的井壁穩(wěn)定。

侯業(yè)貴等人[4］針對(duì)柴油基鉆井液生物毒性大的問(wèn)題，通過(guò)優(yōu)選基礎(chǔ)油和處理劑，形成了一套以精制白油為基礎(chǔ)油的低芳烴、強(qiáng)封堵OBM體系，其配方為精制白油＋25.0%CaCl2溶液＋3.0%主乳化劑＋1.5%輔乳化劑＋2.0%潤(rùn)濕劑＋3.0%有機(jī)膨潤(rùn)土＋3.0%降濾失劑CFA＋2.0%CaO＋2.0%復(fù)合封堵劑FB＋0.5%提切劑。該OBM體系在油水比為80∶20、1.20～1.80kg／L的密度范圍內(nèi)均具有較好的流變性能、乳化性能和沉降穩(wěn)定性。由于使用了剛性、柔性和樹脂類封堵材料的復(fù)合處理劑作封堵劑，具有良好的封堵性能。該鉆井液體系滿足了濟(jì)陽(yáng)坳陷頁(yè)巖水平井鉆井的需要，而且對(duì)人體健康的影響較小。

劉明華等[5］針對(duì)中原油田非常規(guī)油氣資源鉆探的需求，先后研發(fā)了全油基和油包水兩套OBM體系。全油基鉆井液以白油為基礎(chǔ)油，其配方為5號(hào)白油＋4%～5%乳化劑＋4%～5%有機(jī)膨潤(rùn)土＋4%～6%降濾失劑＋1%～2%潤(rùn)濕劑＋1%～2%提黏切劑＋3%CaO。該鉆井液體系具有較低的生物毒性和較好的綜合性能，很好地滿足了中原油田等環(huán)境敏感地區(qū)的鉆井要求。油包水鉆井液體系以柴油為基礎(chǔ)油，其配方為0號(hào)柴油＋4%～5%乳化劑＋2%～4%有機(jī)膨潤(rùn)土＋3%～6%降濾失劑＋1%～2%潤(rùn)濕劑＋1%～2%流變性調(diào)節(jié)劑＋3%CaO＋3%封堵劑，其性能穩(wěn)定、抑制性強(qiáng)、井壁穩(wěn)定性好，在涪陵地區(qū)取得了良好的應(yīng)用效果。

2.3 含油廢棄物處理技術(shù)

針對(duì)使用OBM鉆井過(guò)程中產(chǎn)生的含油鉆屑污染嚴(yán)重的問(wèn)題，中國(guó)石化集團(tuán)公司的多家研究單位均開(kāi)展了廢棄物處理研究，實(shí)現(xiàn)了該領(lǐng)域的技術(shù)突破。徐力等人[12］研制了一套含油鉆屑清洗裝置，該裝置具有攪拌、混合、清洗、脫液干燥等功能，處理量大（鉆屑處理量5m3／h），采用移動(dòng)式組裝設(shè)計(jì)，處理后鉆屑的含油量可降至3%左右，基本滿足了鉆井過(guò)程油基鉆屑隨鉆處理的要求。位華等人[13］將固相清洗技術(shù)與生物處理技術(shù)有效結(jié)合，設(shè)計(jì)集成了具有高速離心、快速脫液、固液分離等功能的新型含油鉆屑處理裝置，含油鉆屑經(jīng)該裝置處理后其含油量可降至3%以下，再利用生物處理技術(shù)進(jìn)行集中處理。室內(nèi)效果表明，經(jīng)過(guò)30～90d可徹底實(shí)現(xiàn)鉆屑的無(wú)害化，達(dá)到GB 4284—1984《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的排放要求。

3 中國(guó)石化油基鉆井液技術(shù)的應(yīng)用

近5年來(lái)，通過(guò)關(guān)鍵處理劑的研發(fā)與OBM體系及其配套技術(shù)的攻關(guān)，中國(guó)石化頁(yè)巖氣OBM技術(shù)得到了迅速發(fā)展，基本解決了傳統(tǒng)OBM技術(shù)的不足，研發(fā)了以LVHS OBM、低芳烴強(qiáng)封堵OBM和全油基鉆井液為代表的多套OBM體系和配套技術(shù)，在非常規(guī)油氣資源與常規(guī)深層油氣資源的勘探開(kāi)發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用。截至2014年4月，中國(guó)石化采用OBM技術(shù)鉆進(jìn)的頁(yè)巖油氣水平井達(dá)50余口，均取得了良好的應(yīng)用效果，大幅提高了中國(guó)石化頁(yè)巖氣OBM技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)了高性能OBM技術(shù)的自主化，為涪陵頁(yè)巖氣獲得商業(yè)性開(kāi)發(fā)、彭水頁(yè)巖氣取得重大進(jìn)展提供了技術(shù)保障，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[14］。下面以中國(guó)石化重點(diǎn)地區(qū)的頁(yè)巖氣水平井焦頁(yè)1HF井和彭頁(yè)2HF井為例介紹現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況。

3.1 焦頁(yè)1HF井

焦頁(yè)1HF井是中國(guó)石化部署在川東南地區(qū)川東高陡褶皺帶包鸞-焦石壩背斜帶焦石壩構(gòu)造高部位的一口評(píng)價(jià)井。該井采用三級(jí)井身結(jié)構(gòu)，三開(kāi)（φ215.9mm井眼）鉆探目的層為下志留統(tǒng)龍馬溪組下部地層，巖性主要為深灰色-黑色頁(yè)巖、碳質(zhì)泥巖，設(shè)計(jì)水平段長(zhǎng)1 000.00m，完鉆井深3 692.00m。該井在二開(kāi)造斜井段使用水基鉆井液鉆至龍馬溪組上部地層時(shí)，井壁失穩(wěn)嚴(yán)重。為了保證三開(kāi)長(zhǎng)裸眼水平段鉆進(jìn)安全順利，在室內(nèi)試驗(yàn)和技術(shù)論證的基礎(chǔ)上，三開(kāi)井段采用強(qiáng)封堵全油基鉆井液進(jìn)行鉆井施工，其配方為4.30%有機(jī)膨潤(rùn)土＋5.00%主乳化劑＋0.50%輔乳化劑＋3.00%降濾失劑＋1.00%潤(rùn)濕劑＋3.00%CaO＋4.00%FT＋0.95%CaCO3（800目）＋1.35%CaCO3（1 200目）＋3.80%Ca-CO3（1 600目）＋0.40%超細(xì)凝膠＋1.00%封堵劑＋重晶石，三開(kāi)不同井段強(qiáng)封堵全油基鉆井液性能如表2所示。

表2 焦頁(yè)1HF井三開(kāi)井段強(qiáng)封堵全油基鉆井液的性能Table 2 Properties of whole oil-based drilling fluid with plugging in the third spud of Well Jiaoye 1HF

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，采用強(qiáng)封堵全油基鉆井液鉆進(jìn)期間，在1.48～1.61kg／L的密度范圍內(nèi)，其性能穩(wěn)定，確保了頁(yè)巖地層井段的井眼穩(wěn)定和井眼凈化，水平段平均井徑擴(kuò)大率僅為1.05%，取得了良好的應(yīng)用效果。

3.2 彭頁(yè)2HF井

彭頁(yè)2HF井是部署在上揚(yáng)子盆地武陵褶皺帶彭水德江褶皺帶桑柘坪向斜構(gòu)造的一口頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)水平井。該井采用三級(jí)井身結(jié)構(gòu)，鉆探目的層為下志留統(tǒng)龍馬溪組地層，巖性主要為深灰色-灰黑色頁(yè)巖、灰黑色-黑色碳質(zhì)頁(yè)巖，設(shè)計(jì)水平段長(zhǎng)1 200.00m。由于龍馬溪組地層頁(yè)巖頁(yè)理和微裂隙發(fā)育，極易發(fā)生井壁失穩(wěn)，且該井設(shè)計(jì)水平段長(zhǎng)，易形成巖屑床和出現(xiàn)托壓現(xiàn)象，因此該井存在井壁穩(wěn)定難度大、井眼清潔要求高、鉆具摩阻大和漏失風(fēng)險(xiǎn)高等鉆井技術(shù)難點(diǎn)。

針對(duì)彭頁(yè)2HF井存在的鉆井技術(shù)難點(diǎn)，在室內(nèi)試驗(yàn)和技術(shù)論證的基礎(chǔ)上，三開(kāi)采用LVHS OBM進(jìn)行鉆進(jìn)，鉆進(jìn)井段為1 620.00～3 990.00m，累計(jì)進(jìn)尺2 370.00m，完鉆水平段長(zhǎng)1 650.00m，水平位移1 932.84m，創(chuàng)2012年國(guó)內(nèi)陸上頁(yè)巖氣水平井水平段和水平位移最長(zhǎng)的紀(jì)錄，不同井段LVHS OBM性能見(jiàn)表3。

彭頁(yè)2HF井三開(kāi)實(shí)鉆表明，LVHS OBM性能穩(wěn)定，漏斗黏度和塑性黏度低、切力高，動(dòng)塑比一直保持在0.36～0.50，攜巖返砂正常，起下鉆通暢。與LVHS OBM配套的防漏堵漏技術(shù)效果顯著，與同區(qū)塊鄰井相比，LVHS OBM日消耗量減少達(dá)15.8%，總漏失量?jī)H260m3，減少48%，井漏損失時(shí)間減少高達(dá)30%，大幅度降低了鉆井成本。

LVHS OBM成功解決了彭水區(qū)塊的頁(yè)巖井壁失穩(wěn)、長(zhǎng)水平段攜砂困難、摩阻大和漏失頻發(fā)等鉆井技術(shù)難點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)效果顯著。

4 中國(guó)石化油基鉆井液技術(shù)展望

隨著非常規(guī)油氣資源和常規(guī)深層油氣資源勘探開(kāi)發(fā)的深入，中國(guó)石化頁(yè)巖氣OBM技術(shù)得到了迅速發(fā)展，已經(jīng)形成了多套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能OBM體系，并初步形成了防漏堵漏、回收再利用等配套技術(shù)，部分技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)接近國(guó)外同類技術(shù)水平，大幅縮小了與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的差距。然而，與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比，國(guó)內(nèi)OBM技術(shù)仍還有一定的差距，今后應(yīng)加強(qiáng)以下技術(shù)研究：

表3 彭頁(yè)2HF井三開(kāi)井段LVHS OBM的性能Table 3 Properties of LVHS OBM in the third spud of Well Pengye 2HF

1）圍繞改善OBM的乳化穩(wěn)定性和流變性能控制，研制新型高品質(zhì)、低成本處理劑，特別是抗高溫高效乳化劑、具有類似恒流變特征的增黏劑、高效黏度稀釋劑和低熒光、低成本的降濾失劑；

2）研發(fā)抗高溫的高密度OBM，以滿足特殊勘探地區(qū)的高壓深井、超深井鉆探需求；

3）以注重環(huán)保、降低成本為重點(diǎn)，開(kāi)展以氣制油、合成油等多種新型油品為基油的OBM體系研究；針對(duì)不同地質(zhì)情況、工程的需要，形成具有自主化知識(shí)產(chǎn)權(quán)的OBM體系，以滿足不同地區(qū)、不同工況的勘探開(kāi)發(fā)要求；

4）加強(qiáng)與OBM匹配的防漏堵漏技術(shù)研究，通過(guò)研發(fā)專用材料和制定技術(shù)措施，形成與OBM匹配的防漏堵漏技術(shù)，降低實(shí)鉆時(shí)的OBM消耗和井下漏失，降低鉆井成本；

5）深入開(kāi)展OBM循環(huán)利用、固液分離和含油鉆屑處理等方面的研究，通過(guò)與環(huán)境保護(hù)、工程機(jī)械等領(lǐng)域結(jié)合，集成相關(guān)技術(shù)，形成經(jīng)濟(jì)可行的含油鉆屑和廢棄OBM處理技術(shù)，滿足環(huán)境保護(hù)的需要；

6）依據(jù)OBM技術(shù)的發(fā)展，建議由集團(tuán)公司相關(guān)管理部門牽頭，不斷建立、修訂、完善中國(guó)石化OBM技術(shù)的相關(guān)規(guī)范與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)OBM安全、高效施工；

7）建議加大高性能水基鉆井液的研究與攻關(guān)，有針對(duì)性的“量身定做”頁(yè)巖油氣水平井專用水基鉆井液體系，實(shí)現(xiàn)非常規(guī)資源的低成本、綠色開(kāi)發(fā)。

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