高性能水基钻井液体系在涪陵页岩气田焦页18调整脚

2019-07-19 13:55:41来源：工人日报

7月14日，江汉石油工程钻井一公司研制的高性能水基钻井液体系，在涪陵页岩气田焦页18-10HF井首次应用，完成了长达1378米的水平段施工。该井的成功钻探，进一步证明了高性能水基钻井液在页岩气水平井施工中具有广阔的应用前景，对实现绿色钻探具有重要意义。

钻井液被称作钻井的“血液”，在国内页岩气勘探中，钻井施工三开水平段使用油基泥浆是行业惯例。但是油基泥浆的使用面临诸多挑战，其基础配方是柴油，无法进行生物降解，而施工过程中要求严防泥浆落地，环保压力很大。

用水基钻井液替代传统的油基钻井液，江汉石油工程公司进行了5年艰难探索。经过不懈努力，去年7月钻井一公司成功研制出2.0g/cm3的高密度水基钻井液，10月在中石油阳105H1-2井中成功应用，在固相含量超过50%的情况下，仍然能像牛奶般自如流动。测试显示，这种钻井液抗高温、无毒、环保，能够满足长水平段页岩地层钻井需求，为下一步完善推广奠定了坚实基础。

“以前使用油基钻井液，沉砂含油，掏罐要用铁锹铲，一个星期才能掏完。”中石化首次应用水基钻井液的50805Jh钻井队队长刘阳说，“用了水基钻井液后，沉砂可以直接用水冲，一天就完成了。”

日本钻井探船挖掘工作停止

日本“地球号”钻探船在海床下挖掘到前所未见的深度，但依然没能达到根本目的，即打穿海床下5200米，到达引发地震的地质板块交汇处。工程师在2月放弃了这个长期目标，因为他们的钻井在到达海底3250米时出现了持续崩塌。

“噩梦持续了6个月。”Nobu Eguchi说。他是横须贺研究平台运用开发部门（MarE3）的运营主任，该机构负责“地球号”的挖掘工作。

目前，研究人员正试图找出失误原因。本月，“地球号”运转委员将在神户讨论这次失败的钻井行动，MarE3所属日本海洋研究开发机构也召集了独立的审议委员会。

去年10月，“地球号”开启了代号为C0002的第四次前往南海海槽的旅程。在那里，它已经打出了海床下最深记录的钻井。工程师早已知道下个阶段的钻探工作会有些麻烦，因为该钻井会钻透断裂折叠的岩石。这层岩石纵向碎裂，与钻井方向一致。MarE3团队曾成功把深度从2900米进一步下探到3262米，打破了自己之前创造的科研海洋钻井记录，但却无法走得更深。

Eguchi表示，尽管工程师用钢筋支撑起钻井，但它依然在底部持续崩塌。该团队最终后撤了几百米，然后在主井侧面开钻支井。这种叫做侧钻的技术常被用在石油和天然气开采中，但在科研钻井里并不常见。

可是该支井依然持续崩塌，即使工程师尝试建立新的侧钻点，仍无一成功。最终，该团队不得不切断钻杆，宣告探测彻底终止。

Eguchi表示研究者还不清楚失败原因，也许是在钻井设备深处循环的泥浆比预期更重，也可能是岩石中微小的裂痕让钻井变得不稳定。直至最后钻孔本身包含了太多分支，导致结构过于复杂，难以取得成功。

“我们一开始就清楚这个钻井项目会是工程学上的一个挑战，部分原因是它的极端深度，另一部分原因在于我们会遭遇不明的地质材料。”美国华盛顿大学西雅图分校地质学家、该项目主任Harold Tobin表示。

据了解，当各种审核工作结束后，“地球号”团队将会决定是否向日本政府申请更多经费以再次尝试。MarE3总干事Shin’ichi Kuramoto表示，最近一次远征耗费了约5500万美元。“‘地球号’必须要做到，我自己想再去尝试一次。”他说。

但Tobin表示，如果真如此，“地球号”必须重新打井，因为C0002已经被毁坏到无法修复的程度了。

关于钻井：

钻井（drilling）是利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的园柱形孔眼的工程。按岩石破碎方式和所用工具类型，又可分为顿钻和旋转钻。

在地质工作中，利用钻探设备向地下钻成的直径较小、深度较大的柱状圆孔。又称钻孔。钻井直径和深度大小，取决于钻井用途及矿产埋藏深度等。钻探石油、天然气以及地下水的钻井直径都较大。主要功用为：

①获取地下实物资料，即从钻井中采取岩心、矿心、岩屑、液态样、气态样等。

②作为地球物理测井通道，获取岩矿层各种地球物理场的资料。

③作为人工通道观测地下水层水文地质动态情况。

④用作探、采结合，开发地下水、油气、地热等的钻井。

钻井通常按用途分为地质普查或勘探钻井、水文地质钻井、水井或工程地质钻井、地热钻井、石油钻井等。

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