中石化工程院钻井液技术新进展
中国石化页岩气油基钻井液技术进展与思考
中国石化页岩气油基钻井液技术进展与思考林永学;王显光【摘要】围绕着页岩油气资源和复杂地层常规油气资源勘探开发对钻井液技术的需求，介绍了中国石化近年来油基钻井液技术研究进展与应用情况，包括油基钻井液技术难点、关键处理剂的研发、柴油基和矿物油基等多套油基钻井液体系的研制、配套工艺技术及现场应用等多个方面。
同时根据国内外油基钻井液技术的对比和技术发展的需求，探讨了中国石化页岩油气资源钻井液技术的发展方向。
%Drilling fluid is critical for exploration and development of shale oil /gas and conventional oil/gas in complex reservoirs .In this paper ,Sinopec’s research and application of oil-based drilling fluid in recent years were introduced in several aspects ,such as technical difficulties ,R & D of key agents ,develop-ment of diesel oil or mineral oil based drilling fluid system ,and supporting processes and techniques .More-over ,future development of such techniques in Sinopec was discussed based on the comparison of oil-based drilling fluid techniques in China and abroad ,and technical demand .【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】7页(P7-13)【关键词】中国石化;油基钻井液;钻井液添加剂;钻井液性能【作者】林永学;王显光【作者单位】中国石化石油工程技术研究院，北京 100101;中国石化石油工程技术研究院，北京 100101【正文语种】中文【中图分类】TE254+.32009年以来，中国石化集团公司大幅增加了非常规油气资源[1］的勘探投入，并开始建成我国第一个年产50×109 m3页岩气的焦石坝页岩气田，拉开了我国页岩油气开发的序幕。
国外页岩气钻井液技术新进展_邸伟娜
将 2# 配方在 204 ℃下静态老化 48 h，测量其流 变和滤失性能，结果见表 3[10]。作为定制过程中的关 键部分，用于研究的 LGS 是由 Haynesville 和 Bossier 页岩的钻屑制成的，D50 小于 10 µm。用于以上研究 的是 50%Haynesville 钻屑和 50%Bossier 钻屑的混合 物。表 3 中数据表明，定制的钻井液能很好地解决 高温问题，没有样品出现凝胶问题，甚至是含有 CO2 的样品 ；考虑到钻井液的老化效应和固体含量，钻 井液的塑性黏度和剪切强度仍然非常低 ；在含有高 达 12% 的 LGS 时，钻井液仍然保持有功能特性 ；而 且钻井液的 API 和高温高压滤失量非常低。证明通 过定制化方法能够研发形成一种热力学稳定、抗 CO2 污染、且具有高低固相容量的水基钻井液。
近年，非常规页岩气储层钻井活动急剧增加。页 岩气储层钻井液的选择经常是油基钻井液（NAF）。 虽然 NAF 具有页岩稳定性和润滑性好及抗污染等优 点，但是在环境影响和附带成本方面存在严重问题， 使作业者寻求用水基钻井液（WBM）进行非常规页 岩气储层钻井。哈里伯顿的 Jay P. Deville 等人利用页 岩矿物学和井底温度等非常规页岩气储层中的关键因 素，打破“用一种水基钻井液来实现全球页岩气开发” 的思想，提出基于给定页岩参数详细分析的客制化服 务 [9]。分析不仅包括页岩形态和岩性，还包括钻井方 案、环境因素和其它储层专用考虑因素。
中国石化深部钻探钻井工程技术新进展
中国石化深部钻探钻井工程技术新进展
中国石化深部钻探钻井工程技术新进展
张进双*，牛新明，张金成，孙连忠
【摘要】我国深地层蕴含着丰富的油气资源，近年来深井超深井数量不断增加。
深部油气钻探面临复杂地层岩性、复杂地层压力和复杂地层流体，地层参数精确求取难度大、井身结构优化设计困难，井下工具仪器抗温抗压能力要求、钻井过程中复杂问题多、作业风险高。
中国石化针对重点探区超深井钻井技术难题，“十二五”期间系统开展了工程地质特征精细描述、井身结构优化设计、深部硬地层提速、超深水平井井眼轨迹控制等关键技术攻关，形成了深井超深井钻井配套技术系列，机械钻速逐年提高、钻井周期不断缩短，为深层油气资源勘探开发提供了工程技术保障。
【期刊名称】西部探矿工程
【年(卷),期】2017(029)009
【总页数】4
【关键词】中国石化；深层钻探；钻井技术；新进展
1 深部钻探面临技术挑战
深部地层钻井是一项复杂的系统工程，需要科学的理论、先进的技术及装备、高素质人才队伍和科学管理，是一个国家钻井技术水平高低的重要标志之一。
中国石化深部地层钻井面临的工程地质环境条件复杂，给优快钻井带来了一系列严峻挑战，主要表现在∶（1）工程地质条件复杂，多地层压力系统下井身结构优化设计困难。
（2）深部地层岩石压缩性强，地层可钻性差、机械钻速慢、钻井周期长。
（3）深部硬地层水平井面工具面控制困难，井下工具仪器要求耐温抗压性能要。
中石化工程院钻井液技术新进展
形成“三北一川一海外”的技术支持格局，2012年技术服务10口 （其中伊朗5口，新疆3口，页岩气水平井2口）；堵漏井12口。
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
钻井液技术新进展—创新性技术
2 改善高密度钻井液流变性关键技术
在元坝107井、中原文古4井进行了现场实验
该技术在元坝107井陆相地层进行现场应用，改善 钻井液流变性效果明显，顺利完成高密度井段 （2.33～2.35 g/cm3）施工。
高密度盐水钻井液体系在中原文古4井三开井段应用 （盐度达饱和，密度2.14g/cm3），效果良好。
工程院结构框架
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
钻井液队伍
队伍情况
大陆架公司 海外中心
钻井液所
战略规划所 实验中心
钻井液领域从业人员超过50人，教授 高工7人，享受国务院政府津贴专家1人
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
模拟出的腔体内物质吸收功率的分布
✓ 对彭水、顺9等地区的含油钻屑样品的油、水含量进行了分析，表明样品油 含量从9.1％~12.4%，水含量为1.3％~4.3％。
✓ 在微波功率3.5kW下处理100s柴油基钻屑，钻屑中的油含量由原来的9.64 ％降低到0.36％，且回收的油样性质没有变化，可以循环使用。
形成了化学、机械相结合的固相控制和重晶石回收技术方案
钻井液技术新进展
钻井液技术新进展摘要：钻井液技术的革新对加强石油勘探开发，提高石油采收率具有重要作用。
本文介绍了国外钻井液技术的新进展，包括井壁稳定、防漏堵漏、抗高温钻井液、提高机械钻速的钻井液、低密度钻井液流体、储层保护等技术，同时介绍了国内钻井液技术的相关进展，通过分析比较，指出开发新型钻井液技术的关键在于研发新的处理剂，为钻井液技术的发展指明了方向。
关键词：水基钻井液；油基钻井液；钻井液处理剂；纳米技术油气井工作液指在钻井、完井、增产等作业过程中所使用的工作流体，包括钻井液、钻井完井液、水泥浆、射孔液、隔离液、封隔液、砾石充填液、修井液、压裂液、酸液及驱替液等。
近年来，钻井液在保障钻井井下安全、稳定井壁、提高钻速、保护储层等方面的作用日益突出，随着当前复杂地层深井、超深井及特殊工艺井越来越多，对钻井液技术提出了更高的要求。
为此，国内外对应用基础理论和新技术方面进行了广泛的研究，取得了一系列的研究成果和应用技术，有效的解决了钻井过程中迫切的难题，并为钻井液技术的进一步发展奠定了基础指明了方向。
本文在调研近几年国内外钻井液新技术的基础上，对国外和国内钻井液技术的新进展分别进行阐述[1-3]。
1国外钻井液技术新进展1.1井壁稳定技术1.1.1高性能水基钻井液技术国外各大钻井液公司均研发了一种在性能、费用及环境保护方面能替代油基与合成基钻井液的高性能水基钻井液（HPWM）代表性技术有M-I公司的ULTRADRIL体系、哈利伯顿白劳德公司的HYDRO-GUADRTM体系[4-5]。
该钻井液体系中，聚胺盐的胺基易被黏土优先吸附，促使黏土晶层间脱水，减小水化膨胀；铝酸盐络合物进入泥页岩内部后能形成沉淀，与地层矿物基质结合，增强井壁稳定性；钻速提高剂能覆盖在钻屑和金属表面，防止钻头泥包；可变形聚合物封堵剂能与泥页岩微孔隙相匹配，形成紧密填充[6]。
在墨西哥湾、美国大陆、巴西、澳大利亚及中国的冀东、南海等地的现场应用效果表明，高性能水基钻井液具备抑制性强、能提高机械钻速、高温稳定、保护储层及保护环境的特点[7-8]。
中国石化深层超深层油气井固井技术新进展与发展建议
第 51 卷 第 4 期石 油 钻 探 技 术Vol. 51 No.4 2023 年 7 月PETROLEUM DRILLING TECHNIQUES Jul., 2023doi:10.11911/syztjs.2023035引用格式：曾义金. 中国石化深层超深层油气井固井技术新进展与发展建议[J]. 石油钻探技术，2023, 51（4）：66-73.ZENG Yijin. Novel advancements and development suggestions of cementing technologies for deep and ultra-deep wells of Sinopec [J]. Petroleum Drilling Techniques，2023, 51(4)：66-73.中国石化深层超深层油气井固井技术新进展与发展建议曾义金1,2（1. 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室, 北京 102206；2. 中石化石油工程技术研究院有限公司, 北京 102206）摘 要: 我国深层超深层油气井固井面临高温、高压、复杂介质和复杂工况等的挑战，水泥环长效密封完整性难以保证，常规固井技术与装置不能满足需求，亟需理论创新和研究井筒完整性固井新技术。
近年来，中国石化通过科研攻关，完善了固井水泥环密封完整性理论体系，建立了复杂工况条件下的水泥环密封失效控制方法，研发了“防窜、防腐、防漏、防损伤”高性能水泥浆，研制了适用于深层复杂工况环境的固井尾管悬挂器、分级注水泥器及配套附件，提出了固井优化设计新方法，形成了深层复杂油气藏固井新技术。
建议今后进一步完善特色水泥浆技术体系，研发绿色、智能环保材料，攻关固井技术信息化与智能化，持续推进基础理论研究，提高深层超深层复杂油气井固井质量。
关键词: 深井；超深井；固井；水泥浆；尾管悬挂器；技术进展；发展建议；中国石化中图分类号: TE256+.3 文献标志码: A 文章编号: 1001–0890（2023）04–0066–08Novel Advancements and Development Suggestions of Cementing Technologies forDeep and Ultra-Deep Wells of SinopecZENG Yijin1,2(1. State Key Laboratory of Shale Oil and Gas Enrichment Mechanisms and Effective Development, Beijing, 102206, China;2. Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering, Co., Ltd., Beijing, 102206, China)Abstract: In China, cementing for deep and ultra-deep oil and gas wells faces challenges, e.g. high temperature and pressure, complex formation media, and complex operation conditions, etc. The long-term seal integrity of cement sheath cannot be guaranteed, and conventional cementing technologies and equipment fail to meet the needs. Therefore, new cementing theories and technologies to ensure wellbore integrity are desperately needed. In recent years, Sinopec has improved the theory system of seal integrity of cement sheath for cementing, established seal failure control methodologies of cement sheath under complex operation conditions, and developed high-performance cement slurry with the advantage of anti-channeling, anti-corrosion, anti-leakage, and anti-damage through scientific research. In addition, liner hangers for cementing, multi-stage cement injectors, and associated accessories suitable for deep complex working conditions have been designed, new methods for optimizing cementing design have been established, and new cementing technologies for deep complex oil and gas reservoirs have come into being. In the future, it is suggested to further improve the technical system of characteristic cement slurries, develop green and intelligent environment-friendly materials, strengthen the informatization and intelligence of cementing technology, continuously promote basic theoretical research, and enhance the cementing quality of deep and ultra-deep complex oil and gas wells.Key words: deep well; ultra-deep well; cementing; cement slurry; drilling liner hanger; technical advancement; development suggestion; Sinopec收稿日期: 2023-01-30；改回日期: 2023-02-15。
中国石化石油工程技术新进展与展望
中国石化石油工程技术新进展与展望摘要：石油工程企业在工作实践中面临着比较大的风险，强调风险管控，这对于企业工作稳定等有积极地意义，因此在实践中，基于企业安全风险分级管控和隐患排查效率提升的目标对实践工作进行分析与讨论，明确实践中需要注意的内容和落实的策略，这能够为当前的实践工作提供有效的指导，从而促进工作获得显著进步，实现企业效益的整体提升。
本文对中国石化石油工程技术新进展与展望进行分析，以供参考。
关键词：石油工程；技术进展；展望引言对石油工程企业工作开展分析可知，不同工作环节所面临的风险是不同的，即各个生产环节的安全风险存在着差异性，所以在实践中需要基于不同环节的风险差异做相应的安全控制，这样可以保证风险控制效果，而且还会实现风险控制实践中的成本掌控。
当然，在石油工程企业的具体工作实践中，基于风险控制的实际需要，强调隐患排查是必须的，基于风险分级管控和隐患排查对石油安全工程企业工作中的安全双重预防机制建设和利用进行思考，这对于当前工作实践来讲有突出的现实意义。
1石油工程现场技术分析近年来，基于移动互联网的大数据、云计算、物联网、区块链、人工智能技术高速发展，极大地改变了人们的生活方式和工作方式，促进了工业技术升级换代。
石油工程专业领域在企业数字化转型、业务智能化发展大背景下，井筒工程数字化、智能化已取得一定成效，研究上总体侧重于基础信息数字化处理、业务流程远程协同高效管理、工程技术人工智能方面，在石油工程现场技术分析和决策支持领域仍需加强工作。
石油工程是根据油气和储层特性建立适宜的流动通道并将地下油气开采到地面的一系列工程和工艺，具有多专业应用、多学科融合、多工艺流程特征。
技术人员进入现场实施石油工程作业，需要进行工程工艺优化设计、工程风险评估与预案制定、作业工况分析与诊断、工程监督与风险管控、工程效果预测与评估等工作。
为此，现场技术人员需开展大量的石油工程技术核查，即针对复杂工况进行工具工艺相关技术标准/规范/规定查询、关键工程工艺参数分析优化、复杂工况分析诊断、工程工艺实施效果评价等，以核实查证工程实施与工程设计/工程预期的符合情况，指导工程作业方案决策与实施。
国内油基钻井液技术进展评述
油基钻井液凭借其良好的抗污染、耐高温性能，以及优异的抑制性、润滑性等优势，适用于强水敏性泥岩、页岩、盐膏层等复杂地层，及高难度定向井、水平井的钻进。
国外在上个世纪六十年代已经开始了油基钻井液的研究与应用，我国近年来也开展了油基钻井液的研究，并在威远、长宁、昭通、涪陵等页岩气示范区得到广泛应用，为顺利钻井提供了有力保障。
虽然国内油基钻井液技术水平有了较大提高，但仍然有许多问题需要解决，比如高成本问题、环境污染问题等。
1 油基钻井液技术研究进展1.1 100%全油基钻井液技术研究进展 张文哲，李伟，王波等[1]专家在研究中将低毒矿物油或者是柴油作为基础油，以有机土、乳化剂与润滑剂等作为处理剂，可有效进行全油基钻井液技术的应用。
此类技术在应用期间，钻井液可承受200℃的温度，具备一定的剪切稀释性特点，流变性较高，可有效增加机械的钻进速度。
在专家的现场试验工作中，平均钻进的速度可以达到每小时50m，最高的钻进速度可以达到每小时85m。
1.2 植物油钻井液的技术研究进展徐跟峰[2]专家在研究中发现，植物油钻井液，主要是将棕桐油作为基础油，研究开发出植物油基钻井液。
此类钻井液在应用的过程中，不会带有芳烃等有毒成分，在自然的环境中就可以降解与排放，对环境所产生的影响很小，甚至比合成基钻井有的影响度小，属于完全性环保的油基钻井液，不仅能够保护环境，还可以他提升钻井工作效果，满足当前的钻井液应用要求。
1.3 零滤失油基钻井液技术研究进展此类技术主要是在油基钻井液中加入纳米级树脂材料与沥青材料，可有效降低滤失量，在120℃的环境之下，高温高压滤失量仅为0.1mL，可有效减少对存储层面所产生的损害，提升钻井工作效果，改善目前的工作现状。
因此，在钻井的过程中应该积极采用零滤失油基钻井液技术，制定完善的工作方案，打破传统工作的局限性，遵循科学化的技术原则，全面提升各方面的技术应用效果，达到预期的工作目标。
1.4 气制油基钻井液技术研究进展 气制油中不含有芳香烃成分，有着一定的生物降解性能，环保性能较好，可以直接进行排放。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
科研成果情况
➢2013年共承担任务23项，其中国家项目6项、集团公司项目10项，油田部2 项，工程部3项，院长基金1项，横向1 项。 ➢ 2012年以来共申报专利26件（其中国外1件）；申报中石化专有技术4项， 完成认定4项；完成标准制修订5项（3个院标准，集团公司1个，修订1个）。 ➢2012以来获集团公司科技进步2等奖1项，集团公司3等奖1项，局级奖1项。 ➢ 2012年四结题项目顺利验收，其中两个项目排名第1、第2（共28项目）
工程院结构框架
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
钻井液队伍
队伍情况
大陆架公司 海外中心液领域从业人员超过50人，教授 高工7人，享受国务院政府津贴专家1人
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
科研成果情况
★近两年技术重大进展 油基钻井液、改善高密度钻井液流变性技术、高分子中空微珠技术等 ★成熟技术推广 高温钻井液、高密度钻井液、新型聚胺钻井液、堵漏技术等 ★成果转化
实验室情况
拥有大型仪器设备150余台（套），自主研发设备8台（ 套），业务范围涉及钻井液化学、钻井液工艺、防漏堵漏、 井筒强化、油气层保护、环保等。精良的队伍与先进的实验 条件有力支撑了中国石化油气勘探开发的进展。
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
➢继续完善并推广应用技术
1、抗高温钻井液技术 2、堵漏技术 3、新型聚胺钻井液技术 4、伊朗支持处理沥青污染技术
➢前瞻性研究
1、硬脆性页岩水化微观作用机理 分析 2、控制蠕变速率的钻井液密度设计模型建立 3、泥页岩稳定性分析模型建立
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
室 内 现 场 性 能 复 核 良 好 石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
目录
1.钻井液所技术简介 2.钻井液技术新进展 3.十二五发展方向探讨 4. 结束语
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
钻井液技术新进展
➢取得创新性技术
1、油基钻井液技术 2、改善高密度钻井液流变性技术 3、高分子中空微珠低密度钻井液技术
钻井液技术新进展—创新性技术
1
页岩气藏油基钻井液技术
研制了油基钻井液乳化剂SMEMUL和提切剂SMHAFA。并以此为主剂 研发了性能稳定的低粘、高切油基钻井液体系（LVHS OBM）
破乳电压800～1600V，温度20 ～180℃，密度0.95～2.20g /cm3； 整体性能达到或接近国外公司技术水平。
LVHS OBM与Baroid体系性能指标对比
达 到 国 外
体系所属单位
Baroid 彭页HF-1井
密度 破乳电压塑性粘度 动切力 初终切 动塑比 高温高压滤失量
g/cm3
ES/V
PV mPa.s
YP Pa
Gel10’/10” Pa/Pa
YP/PV
HTHP/mL
1.40 650
30
9
4/7
0.30 1.8 （100℃）
基浆 0
7.2
全失
28
全失
28
配方1 0
1.8
24
28
全失
28
配方2 -
-
0
3.2
116
28
配方3 -
-
-
-
0
3.4
微孔隙模拟
良好的封堵能力
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
钻井液技术新进展—创新性技术
1
页岩气藏油基钻井液技术
➢LVHS OBM在彭页2HF井、彭页3HF井现场进行了成功应用; ➢2HF井创造了国内陆上页岩气水平井水平段和水平位移最长的新纪录； ➢3HF井创造了该地区最深水平井的区块新记录（垂深达3021.36m）; ➢实现了彭页HF-1井废弃Baroid油基钻井液的再利用，大幅度节约成本。
彭页2HF井、3HF井不同井深时LVHS OBM体系性能
加大创新力度，培育发展核心技术， 助力中石化工程技术发展
汇报人：薛玉志
SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
目录
1.钻井液所技术简介 2.钻井液技术新进展 3.十二五发展方向探讨 4. 结束语
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
钻井液技术新进展—创新性技术
1
页岩气藏油基钻井液技术
创新性开发了LVHS OBM体系防漏堵漏技术
研发了针对不同漏失速度的LVHS OBM的防漏堵漏配方； 对于20目以上模拟微孔隙和1 mm以下的微裂缝具有良好的堵漏效果。
室内模拟封堵实验效果
堵漏 配方
40-60目
20-40目
4-10目
滤失量 浸入深度 滤失量 浸入深度 滤失量 浸入深度 （ml） （cm） （ml） （cm） （ml） （cm）
技 术 指 标
LVHS OBM
Baroid 涪页HF-1
LVHS OBM
1.40 1235 29 12.5
1.70 720
56 13.5
1.70 1051 39 12.5
5/7 9/18 5/8
0.44 2.4（150℃） 0.24 2.6（80℃） 0.32 2.6 （150℃）
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING
耐高温钻井液降滤失剂、超高密度钻井液处理剂、新型胺抑制剂等 新产品实现了工业化生产，全年中试生产超过770吨。 ★技术支持
形成“三北一川一海外”的技术支持格局，2012年技术服务10口 （其中伊朗5口，新疆3口，页岩气水平井2口）；堵漏井12口。
石油工程技术研究院 SINOPEC RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM ENGINEERING