造就深層鑽探的新型“指揮家”

3月14日，廣袤的黃河三角洲腹地裏，工人們正在中國石化勝利油田開春後部署的一口油井——豐頁1-10井繁忙地施工。向地球深部進軍，施工裝備要面臨高溫高壓的考驗。一種新技術的介入讓眼前的油井鑽探起了巨大變化。

中石化勝利石油工程有限公司（以下簡稱勝利工程公司）70682鑽井隊平臺經理馬光偉告訴記者，與以往相比，新型鑽井液在潤滑性、抑制性和油層保護等方面具有優越表現。它的介入，讓這口水準井機械鑽速提高了一倍多。

上千次篩選試驗，只為找到鑽井液最優配方

在鑽井行業，專家們這樣形容鑽井液：在超深層地下，鑽井液如同一位“指揮家”，沿著鑽桿，被高壓注入井內，引導著鑽進的鑽頭。鑽井液不僅能夠冷卻鑽頭，避免井噴、井漏、井塌，而且能帶回鑽頭“咬”下的岩屑。但鑽井液要在超深層地下“生存”下來並不容易，在油氣鑽井工程專家、中國工程院院士孫金聲看來，在超高溫高壓環境中，鑽井液就如同在高壓鍋裏被蒸煮，很容易失效。

經過3年持續科研攻關，勝利工程公司高級專家陳二丁團隊開發出了一種助力鑽井開發的新型技術——合成基鑽井液。以中石化石油工程領域集團公司高級專家李作會為組長的鑒定委員會認為，該技術“在複雜地層具有廣闊的應用前景，項目達到國際先進水準”。

從20世紀60年代初期開始，勝利油田鑽井經歷了從淺井、中淺井到深井、超深井再到水準井以及大位移井的鑽探過程。隨著鑽井開發難度不斷增大，人們對鑽井液的要求也越來越高。針對鑽井過程中出現的鑽井機鑽速低、井壁不穩定以及水準井摩阻大等問題，勝利石油工程公司鑽井液技術服務中心（以下簡稱鑽井液中心）提出了新課題。他們希望研究出一種全新的合成基鑽井液技術，提高鑽井施工中鑽井液的潤滑性和抑制性，保護油層、提高機械鑽速。

早在1990年，國外同行就開始著手這方面的研究。在位於大西洋東北部邊緣海域的北海地區，酯基鑽井液首次應用，並經歷了第一、二代的發展。墨西哥灣和北海地區使用的合成基體系鑽井液佔這兩個地區鑽井液總數的90%以上。這意味著新型鑽井液已經在國外逐步取代水基和油基鑽井液。

陳二丁明白，攻關新型鑽井液，需要研究清楚國內地質情況，對症下藥。

研發不易，挑戰一個接著一個。從合成基鑽井液油包水乳狀液穩定機理研究，到基礎油、乳化劑、潤濕劑、有機土等方面的探索，對陳二丁團隊的科研人員來説，每一個關鍵處理劑的製備與配伍效果評價都是摸著石頭過河。在實驗中總結規律，尋找最佳製備條件及最優加量，陳二丁團隊完成了上千次的篩選、對比、加量試驗，最終確定了鑽井液配方，並全面開展了體系抑制、潤滑、抗溫、流變性能、抗污染、油層保護等性能測試和對比試驗。

新技術落地，展現廣闊市場應用空間

走出實驗室，陳二丁團隊帶著問題走進一個個鑽井施工現場。

在勝利濟陽頁巖油國家示範區，在勝利淺海，在新疆永進油田中石化重點井永3-側平1井……他們一次次試驗，一次次改進。

改變既有模式很難。在陳二丁看來，他們在試驗現場遇到的最大難題就是技術人員與井隊之間的溝通交流。這需要打破水基鑽井液複雜施工模式，改變井隊現場鑽井液配製流程與管理程式，建立複雜地層合成基鑽井液施工規範，為複雜地層安全高效鑽井提供技術支援。

在鑽井液中心會議室，記者視頻連線了正在新疆大漠深處工作的鑽井液技術服務中心首席專家王寶田。他介紹，合成基鑽井液技術廣泛應用於新疆永進區塊、勝利頁巖油區塊和強水敏區塊，累計應用於近百口井，有效減少了井下複雜情況，縮短了鑽井週期。

“在新疆永進區塊永3-側平1井，合成基鑽井液的應用，打破了永進油田10年來勘探開發的沉寂局面，合成基鑽井液在低溫、高密度等方面創造了多項施工新紀錄，日産油50噸以上。”王寶田説。

據介紹，新型鑽井液在勝利濟陽坳陷頁巖油地層的應用，實現了頁巖油勘探開發的新突破，成為勝利頁巖油勘探開發關鍵技術之一。其中，豐頁1-1HF井峰值日産油262.8噸，刷新了國內頁巖油單井日産最高紀錄；豐頁1-6HF井完鑽井深7025米，刷新了勝利油田最深水準井紀錄，創頁巖油水準段最長紀錄指標。

“合成基鑽井液兼有水基鑽井液和油基鑽井液的優點，能夠實現性能優良與環境保護雙重功能，具有廣闊的市場應用空間。”陳二丁説。