吐哈油田获国家发明专利授权 绿色弱凝胶钻井液助力深层复杂地层安全高效钻探

(问题)随着油气勘探开发不断向深层、超深层以及构造复杂、压力系统多变的地层推进,钻井液“携岩、润滑、封堵、控压、稳壁”各上面临更高要求。一方面,井壁微裂缝与孔喉尺度跨度大,易引发漏失、坍塌、卡钻等风险;另一方面,绿色低碳与生态环保约束趋严,传统体系中部分处理剂环境友好性、可降解性与现场处置成本上的矛盾逐步显现。如何在保障井壁稳定与钻井效率的同时降低环境负担,成为行业普遍关注的问题。 (原因)长期以来,磺化类处理剂在提高抗温抗盐和改善流变性能上作用明显。但深层长水平段工况下,地层敏感性更强、井段更长、循环时间更久,体系对封堵与抑制能力提出更高要求。同时,部分传统配方在环保合规和废弃物处置上成本增加,令“性能—环保—经济性”的平衡更难把握。尤其多压力系统叠置、裂缝发育且微纳孔喉并存的地层中,单一技术路线往往难以同时兼顾稳壁效果与环保要求。 (影响)钻井液体系升级直接影响勘探开发进度与成本控制。井壁失稳会增加非生产时间,甚至导致井段质量下降,影响后续完井与产能建设;环保指标趋严与处置成本上升,也会挤压项目经济性。对油气企业而言,形成可复制、可推广的绿色钻井液技术路线,既有助于降本增效,也是适应更高环保要求的现实需要。 (对策)针对上述难题,吐哈油田钻井液研发团队以“少污染、强封堵、稳井壁、可推广”为目标,开展多轮室内评价与配方迭代,构建“去磺化+复合盐+弱凝胶”的协同体系,并形成“低活度去磺化复合盐弱凝胶钻井液及其制备方法”,近日获得国家发明专利授权。 其技术要点主要体现在三上:一是强化全尺度封堵能力。通过沥青粉、树脂封堵剂与固壁剂等材料组合,实现对微米至纳米尺度孔喉及微裂缝的多级封堵,提升井壁完整性与抗侵入能力,为深层复杂地层提供更稳定的支撑。二是以环保材料提升绿色属性。体系以天然高分子改性材料、生物聚合物等为主要原料,强调易降解与环境友好,尽量减少对传统处理剂的依赖,缓解“高性能与高环保难兼得”的矛盾。三是突出现场可用性与适应性。该技术已准东吉新2区块等深层长段水平井累计应用60余井次,并在吉新2、康探、胜北、玉北等区域推广使用,显示出较强的现场适配性,为规模化应用提供了数据支撑。 (前景)当前,我国油气增储上产的重点正加速向深层、非常规与复杂区带延伸,钻井工程将更依赖材料与工艺的协同创新。此次专利授权不仅为关键配方体系提供了知识产权保障,也表达出产业化应用信号:通过绿色材料替代、复合盐环境下的流变与抑制优化,以及弱凝胶结构带来的稳定支撑,该体系有望在更多深层区块复制推广,推动钻井液从“高性能优先”向“性能与环境并重”转变。业内人士认为,随着现场数据更积累、配套工艺持续完善,该体系在降低井下复杂、减少处置成本、提升作业效率上仍有提升空间,并可能带动环保材料与现场处置工艺同步优化。

吐哈油田此次创新成果说明了我国能源企业关键技术攻关上的持续投入与实践能力。在能源安全与生态环保双重约束下,面向现场需求的技术创新正成为行业提质增效的重要路径。这项技术的应用也为资源型企业探索绿色发展提供了参考。