页岩水平井环保型多硅基水基钻井液技术

吴雄军 赵琳 林永学 李海斌 党冰华

1.中国石化石油工程技术研究院 2.中国石化石油化工科学研究院3.中国石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院 4.中国石化华北油气分公司石油工程技术研究院

水平井是开发页岩油气藏的有效方式,但在钻井过程中,面临井壁稳定性差、钻具受到的摩阻扭矩大、井眼清洁困难等技术难题,配套钻井液技术面临巨大的挑战[1]。油基钻井液在抑制性、封堵性、润滑性等方面具有天然优势,是目前页岩水平井钻井的首要选择,但由于循环利用技术与废弃物处理技术配套不足,配制成本高、环境污染风险大、后期综合治理难等问题突出,规模化应用时面临环境保护与成本控制的双重压力[2-8]。基于此,国外在页岩水平井井壁失稳机理研究的基础上,开发出了 ULTRADRIL、HYDRAGLYDE、KLA-SHIELD、HYDRO-GUADRTM等多种高性能水基钻井液体系,并在一定范围内实施了成功应用,但相关技术高度保密,难以在国内实施经济化引进与规模化应用[9]。因此,开发适用于我国页岩水平井钻井的环保型高性能水基钻井液具有重要的意义。结合页岩水平井钻井液技术难点,通过引入多种硅基处理剂,开发了一种环保型多硅基水基钻井液体系,并在室内进行了综合性能评价。现场应用结果表明,该体系能够有效地避免页岩水平段井壁失稳、钻具摩阻扭矩过大、起下钻遇阻等井下复杂问题,为页岩油气藏水平井绿色、高效地开发提供了良好的技术借鉴。

1 页岩水平井水基钻井液技术难点

我国页岩油气资源埋深超过3500 m,地质条件复杂,且地层差异性大,采用水基钻井液实施水平井钻井时,面临井壁易失稳、摩阻扭矩大、井眼清洁困难3个方面的技术挑战。……