3-中国石油钻井液技术进展与发展规划(2014全国泥浆年会)

中国石油钻井液技术进展与发展思路中国石油集团钻井工程技术研究院冯杰目录发展思路123技术进展引言引言1工程技术分公司总经理办公室计划处生产运行处（资质管理处）钻井工程处地球物理处试油压裂处装备处质量安全环保处（井控管理处）科技信息处海外工程技术处归口管理单位西部钻探工程公司大庆钻探工程公司长城钻探工程公司东方地球物理勘探川庆钻探工程公司渤海钻探工程公司测井有限公司海洋工程公司钻井工程技术研究院引言组织构架发展思路4围绕建设综合性国际能源公司的总体目标，保障集团公司国内外勘探开发业务，转变发展方式，严控队伍规模，调整结构，优化布局，大力发展和推广核心技术，降低作业成本，提高综合保障能力和市场竞争力，打造一批具有技术优势和较强国际竞争力的专业公司发展目标总部层面参谋决策、规划、超前共性和重大技术研发企业科研单位，研究开发制约生产作业的瓶颈技术企业生产单位，现场工艺技术研究，推广应用新技术分工部署引言组织构架发展思路52技术进展高性能水基钻井液油基合成基钻井液钻井废弃物无害化处理防漏堵漏系列技术行业围绕提升主营业务支撑保障能力和提高核心竞争力两大目标，持续开展技术攻关及推广，形成一批有效的新技术，有力保障了页岩水平井快速钻进、窄密度窗口安全钻进及高温高压井高效钻进等需求7建立了油基钻井液系列配套技术，为塔里木山前等复杂深井及四川等页岩气井钻井提供了技术保障8种核心处理剂4套钻井液体系100口井应用初步建立了配制回收厂和处理剂生产基地基本形成了废弃物无害化处理技术有效锻炼了研发团队及技术服务队伍8技术进展油基钻井液高性能水基钻井液废弃物处理堵漏技术全油基钻井液抗温达220℃，密度2.4g/cm3油包水钻井液抗温220℃，密度2.6g/cm3气制油合成基钻井液抗温210℃，密度0.82-2.3g/cm3植物油基钻井液抗温150℃，密度1.6g/cm3，优良环保特性健全了钻井液技术体系，提升了市场竞争能力9技术进展油基钻井液高性能水基钻井液废弃物处理堵漏技术含粘土油基钻井液性能评价结果实验温度℃密度g/cm3表观粘度mpa.s塑性粘度mpa.s动切力Pa动塑比Pa/mpa.s破乳电压V高温高压滤失mL502.07462120.191026-1502.0686080.1373412.0无粘土油基钻井液性能评价结果实验温度℃密度g/cm3表观粘度mpa.s塑性粘度mpa.s动切力Pa动塑比Pa/mpa.s破乳电压V高温高压滤失mL502.06247150.321165-1502.05846120.2681711.5无粘土油基钻井液研究取得突破，研制的增粘提切剂和纳米封堵剂等材料可基本替代有机土10技术进展油基钻井液高性能水基钻井液废弃物处理堵漏技术胺基钻井液由胺基抑制剂和包被剂、降滤失剂、润滑剂等处理剂组成通过胺基抑制剂和包被剂协同抑制泥页岩分散。胺基抑制剂针对膨胀力，包被剂可保持泥页岩结构的完整性95.799.458.44934.721.30.830102030405060708090100胺基钻井液冀东油基泥浆聚磺泥浆（Ⅱ）聚磺泥浆（Ⅰ）盐水聚合物泥浆钾铵基泥浆清水与油基泥浆抑制性相媲美油基胺基技术进展油基钻井液高性能水基钻井液废弃物处理堵漏技术11基于胺基抑制剂的胺基钻井液具有接近油基的抑制性能在华北油田、新疆油田莫116井区及海外的乍得地区成功应用乍得H区块BaobabN-8、N-9、N-10三口井的现场应用中，有效解决了上部井段因泥岩水化膨胀引起的井壁失稳难题。与邻井BaobabN-4井比较，采用胺基钻井液钻进的三口井事故复杂显著降低技术进展油基钻井液高性能水基钻井液废弃物处理堵漏技术12胺基钻井液在中石油国内及海外应用均取得良好效果N-10井返出泥岩钻屑体系核心处理剂：抗三高提切剂复合有机盐抗三高降滤失剂抑制防塌剂抑制润滑剂抗盐强包被抑制剂复合有机盐抑制性强于KCl技术进展油基钻井液高性能水基钻井液废弃物处理堵漏技术13有机盐钻井液日臻完善，抑制能力进一步增强乌泊1井：中完6677米，裸眼长2045米连续穿越740多米盐膏、膏泥岩复杂地层浸泡近400多天，施工顺利，电测一次成功，盐膏层岩芯完整，井径扩大率7.4%。纯盐膏岩芯完整，无溶蚀现象，体现出体系良好的抗盐、膏能力技术进展油基钻井液高性能水基钻井液废弃物处理堵漏技术14有机盐钻井液在高温深井中显示了良好的工程效果形成了可工业化推广应用的钻井液废弃物处理工艺、药剂与装置等成套技术，实现了公司油基钻井液和水基钻井液的技术配套，同时也为面对将要全面实行新环保法提供了必要的技术储备和支持15技术进展油基钻井液高性能水基钻井液废弃物处理堵漏技术基本形成了油基和水基钻井废弃物无害化处理配套技术凝结絮凝剂#1絮凝剂#2管汇C离心机排出液体供泥浆清水排出固体酸经新疆、苏里格、四川等试验表明，处理后的岩屑含油量降至2%以下，达到国际通用岩屑排放标准，每吨岩屑处理成本与国外相比降低30%左右，处于国际先进水平16技术进展油基钻井液高性能水基钻井液废弃物处理堵漏技术形成了热脱附、电磁波微波处理、微生物处理等系列处理技术，较好地实现了油基钻井废弃物的处理在大港、长庆、伊朗Azadegan等油田进行废弃水基钻井液无害化处理现场试验，满足排放标准的同时，处理成本与国外相比降低5%-10%17技术进展油基钻井液高性能水基钻井液废弃物处理堵漏技术形成了适合于聚合物钻井液、KCL钻井液和聚磺钻井液等水基钻井液的废弃物处理工艺技术离心分离装置压滤分离装置复合凝胶承压堵漏技术——凝胶聚合物技术进展油基钻井液高性能水基钻井液废弃物处理堵漏技术研制了两种高强承压堵漏材料，并形成配套工艺技术桥塞承压堵漏——片状高强堵漏材料对不同的漏失通道适应性强堵漏强度高抗温性能好现场适应性好18克深7井采用高承压堵漏技术，承压能力由2.55提高至2.69，在侧钻至中完过程中，再无漏失发生克深201井采用高承压堵漏技术承压堵漏一次性成功，对薄弱地层当量密度由2.20提至2.50以上，继续钻进至中完井深6453米未漏失承压堵漏技术在塔里木油田应用取得良好效果技术进展油基钻井液高性能水基钻井液废弃物处理堵漏技术19堵漏剂80-150℃可实现交联时间在0.5-5小时可调，承压能力大于5MPa技术进展油基钻井液高性能水基钻井液废弃物处理堵漏技术20井下交联堵漏材料及配套工艺技术日趋成熟3发展思路水基钻井液、油基钻井液及其合理的技术组合，可以较好满足当前公司油气勘探开发需要。但仍存在含油废弃物处理成本高、环保压力大；高温高密度水基钻井液抗高价盐能力不足；超低渗等储层保护技术需持续提高等难题。同时随着深层、深水、非常规等新领域成为未来勘探开发主要方向，为钻井液技术提出了新的要求钻井液技术尚未完全满足勘探开发需要22勘探开发区域地质目标生产问题技术需求技术能力差距发展方向松辽盆地确保大庆4000万吨稳产调整井压力系统复杂深部地层研磨性高、钻速慢优快钻井液技术抗高温钻井液调整井复杂多、建井周期长抗高温钻井液效率低抗高温钻井液调整井钻井液鄂尔多斯盆地长庆油气当量5000万吨上产属三低储层，单井产量低，储量经济有效动用难水平井、多分支井水平段延伸能力不足长水平段储层保护技术缺乏无伤害钻井液低成本水平井、多分支井钻井液塔里木盆地确保油气当量5000万吨油气埋藏深下部大段复合盐安全密度窗口窄、易漏抗高温钻井液复合盐岩层钻井液窄密度窗口钻井液防漏堵漏技术油基钻井液的技术服务成本高建井周期长堵漏成功率低高温高密度钻井液防漏堵漏窄密度窗口钻井液盐膏层/高压盐水层钻井液四川盆地油气当量3000万吨上产裂缝溶洞漏失、低压长井段漏失深层及研磨性钻速低防漏堵漏技术高温高密度钻井液复杂事故多，钻井周期长防漏堵漏技术高温高密度钻井液1确保老区稳产的技术需求23勘探开发区域地质目标生产问题技术需求技术能力差距发展方向准噶尔盆地确保1500万吨稳产破碎性地层失稳压力系统复杂可钻性差，钻速低防漏堵漏技术井壁稳定技术钻井周期长稠油油藏高效开发手段不足防漏堵漏井壁稳定及井眼强化低密度钻井液渤海湾盆地实现稠油，滩海高效开发，4000万吨稳产地面环境复杂，环保难度大丛式井、大位移井施工难度大潜山储层漏失严重，污染储层严重5000米以上大位移井环境、储层保护大位移井施工能力不足5000米高润滑、高抑制性钻井液等效率不高5000米大位移井钻井液潜山储层保护环保钻井液废弃物处理柴达木盆地油气当量1000万吨高压盐水层活跃高压盐水层安全钻井技术钻井周期长盐水层钻井液技术海外油气当量2亿吨前期钻井研究成果与经验相对缺乏勘探周期短，需要快速钻井国内技术适应性研究盐膏层/高压盐水层钻井液技术高压高酸性储层防漏堵漏与储层保护超深井钻井液钻井周期长钻井安全风险大面向需求和地域特点,开展针对性研究，研发新技术，并重视集成应用国内成熟技术,提高竞争力1确保老区稳产的技术需求24深层：剩余油气资源40%以上分布在5000米以下的深部地层，近年来中石油新发现11个大型油气田，深层占8个，塔里木库车山前、四川安岳、渤海湾深层平均井深超过6000米，克深更是达到7000米海洋：全国海洋石油资源量246亿吨，天然气资源量15.79万亿方非常规：页岩气、致密油气、煤层气等非常规资源量超过100万亿方资源品质越差，对工程技术的需求越大2应对勘探开发新形式的技术需求25高温高密度钻井液流变性与滤失造壁性难以协调统一、高摩阻、重晶石沉降及磨蚀增稠窄或负安全密度窗口为安全钻井带来诸多挑战，深层尤为突出油基钻井液防漏堵漏技术有待提高深层、超深层钻井液技术需求2应对勘探开发新形式的技术需求26流变性控制及水合物抑制大位移井水基钻井液环保钻井液体系废弃物处理技术深水泥线低温，对钻井液粘度影响大，易生成天然气水合物滩浅海大位移井对润滑性、流变性提出更高要求环保要求日益严格代表性问题专业技术挑战海洋钻井液技术需求2应对勘探开发新形式的技术需求27水合物临界区间井筒温度变化地层压力窗口提高油基钻井液稳定井壁能力，完善油基钻井液废弃物处理技术发展适用于长水平段页岩气水平井的水基钻井液意义重大致密油气藏损害评价方法不完善，损害机理不明确龙马溪底部页岩12751102468101214威001—H1宁201宁203X301页岩钻井严重坍塌统计坍塌层段数页岩气和致密油气钻井液技术需求2应对勘探开发新形式的技术需求28污水、修复物浸出液符合《污水排放综合标准》GB8978-1996的一级技术要求固相修复物符合《危险废物鉴别标准―浸出毒性鉴别》GB/T5085.3-1996和《土壤环境质量标准》GB15618-1995满足《一般工业固体废物贮存和处置场污染控制标准》GB18599-2001技术要求2应对勘探开发新形式的技术需求29废弃物处理要求日趋严格，且目前无专有排放标准需解决的问题国外钻井液技术新进展井壁稳定水基油基具油基性能的水基钻井液技术严重漏失1.新型堵漏材料；2.井眼强化技术；3.井壁“贴膜”技术深井超深井抗高温钻井液技术提高产量1.水平井携岩；2.水平井大位移井钻井液；3.储层保护技术低压地层低密度钻井流体，同时可解决井壁稳定、井漏及储层保护等问题环保问题1.绿色钻井液技术；2.废弃钻井液处理技术其他1.新型钻井液处理剂；2.新的评价方法3追赶国际先进水平的技术需求30国外主要钻井液公司在主要技术领域依然保持领先高温高密度钻井液流变控制技术及微粉重晶石等新型加重材料研制抗高温抗盐降滤失剂与降粘剂研制抗饱和盐、抗钙、抗温200℃、密度2.5g/cm3水基钻井液抗温230℃、密度2.5g/cm3水基钻井液抗温240℃、密度2.5g/cm3油基钻井液窄密度窗口条件下扩大安全密度窗口钻井液技术1、深井超深井优质钻井液技术4技术发展思路31钻井液体系与处理剂系列化研究完善纳米封堵剂等系列封