“水”替“油”解难题——江汉油田页岩超滑水基钻井液开发纪实 　　

　　“近日，焦页11平台的多口井顺利完井，连续刷新页岩水基钻井液施工井段最长3378米、水平段最长2790米、位移最长4181.35米3项中石化纪录，标志着我们新研发的页岩超滑水基钻井液取得成功。”江汉油田工程技术管理部钻井室主任易争利说。

　　针对传统油基钻井液配制成本高、安全环保风险大的问题，近年来，江汉油田工程技术管理部牵头，研发了绿色环保的页岩超滑水基钻井液，降低了页岩气井钻井危废产生量，缩减了钻后治理成本，同时降低了涪陵工区页岩气水平井的钻井作业安全环保风险。

　　难解的“油基”困境

　　页岩气储存于页岩中，开采难度大，长水平井开发能最大限度提高导通能力。但长水平井钻井面临着井下摩阻高、井眼清洁难度大等一系列难题。这就要求钻井液有较强的润滑性能，有效降低钻具与地层之间的摩擦。

　　为了避免井壁垮塌，国内页岩气水平井钻井作业，基本上全部采用油基钻井液，但在应用过程中存在安全环保等较多风险。

　　代永波说，油基钻井液的主要成分是柴油，占比超80%，柴油价格高，增加了油基钻井液成本。钻具在钻进作业时产生的大量岩屑，经油基钻井液浸泡后成为油基岩屑，属于危险废物，处理成本较高。同时，各地方政府对石化企业一年危废处理总量也有严格控制。

　　“水”替“油”解决问题

　　2016年，江汉油田依托国家重大专项项目涪陵页岩气开发示范工程，组织科研骨干与大专院校、荆州嘉华科技有限公司联合开展新型页岩水基钻井液的研究与开发，提出用水基钻井液代替油基钻井液的研究思路，围绕抑制防塌剂、高效裂缝封堵剂和高效润滑剂等方面进行研究，通过优化配比材料，成功研制出页岩超滑水基钻井液。

　　页岩超滑水基钻井液成功解决了页岩膨胀问题，提高了对页岩的抑制性。页岩超滑水基钻井液具有纳米材料特性，可有效封堵页岩内微小的孔隙，就好比给页岩表层覆盖了一层高度致密的膜，使页岩超滑水基钻井液中的水无法通过“膜”渗透进入页岩。这就稳定了页岩地层，避免了页岩遇水膨胀，井壁垮塌等问题。

　　同时，页岩超滑水基钻井液还含有高效润滑剂，提高了润滑性，降低井下摩阻扭矩，提升了井眼延伸能力。

　　2020年，页岩超滑水基钻井液初步研制成功，同年10月在焦页11号平台应用成功，基本上达到了与使用油基钻井液一样的效果。

　　“改良版”再获成功

　　页岩超滑水基钻井液初步研制成功后，在后续推广应用过程中，又遇见了很多难题，经过科研人员努力攻关，全部予以解决。

　　科研人员研制页岩超滑水基钻井液时，其润滑能力只能满足水平段2000米以内的井，后来在涪陵气田不断推广应用时，面对钻井作业水平段越来越长，70%达到2500米以上，出现井下扭矩摩阻大，起下钻通井困难，被迫提前完钻等情况。

　　同时，页岩超滑水基钻井液在研制成功后，缺乏大规模应用，重复利用率比较低。“油基钻井液的重复使用率为70%，而页岩超滑水基钻井液的重复使用率仅为30%，导致大量水基钻井液老浆长期存放，无法使用需进行处理，无形中增加了水基钻井液成本。”易争利说。

　　面对上述问题，科研人员积极改良页岩超滑水基钻井液通过加强高速离心机的使用，调整多功能基液的用量，增强润滑性。此外，针对页岩超滑水基钻井液缺乏大规模应用的问题，科研人员在已经使用过的页岩超滑水基钻井液中再添加药剂，实现重复利用，使用率得到较大提升。

　　今年7月，经过改良的页岩超滑水基钻井液在涪陵页岩气田焦页11平台应用，取得试验成功。

　　下一步，油田将持续研究和探索超滑水基钻井液在深层高密度页岩地层和陆相页岩地层的适用性，提高其解决复杂井眼轨迹和复杂地质条件下的作业能力，扩展及推广页岩气水基钻井液的应用范围。