鉆井液專業(yè)現(xiàn)狀、國內(nèi)外鉆井液新技術和發(fā)展趨勢

1、工程技術分公司二○一一年八月,劉梅全,集團公司鉆井液專業(yè)現(xiàn)狀及國內(nèi)外鉆井液新技術,鉆井液服務是工程技術服務的高端業(yè)務，國外很多石油工程技術服務公司將鉆井液業(yè)務發(fā)展很早就已經(jīng)提到了非常重要的位置。 國外大公司在新技術研發(fā)方面始終處于領先優(yōu)勢，針對現(xiàn)場出現(xiàn)的問題，形成一整套的解決方案，并對解決方案中的難點進行集中攻關，并在短期內(nèi)取得突破，形成自身特色技術。,近年來， 鉆井液工作得到了集團公司主管領導的高度關注。2011年5月24-25日

2、，集團公司在天津召開了集團公司成立以來第一次鉆井液工作會議，工程技術分公司做了集團公司鉆井液工作報告，羅平亞院士做了非常精彩的專題報告，集團公司黨組成員、副總經(jīng)理廖永遠全程參加了此次會議，并對下步集團公司鉆井液工作作了重要指示，為我們下步鉆井液工作指出了方向?？梢哉f，大家對鉆井液工作的認識又提升了一個高度。 今天，利用這個難得的機會，向大家介紹一下集團公司鉆井液專業(yè)現(xiàn)狀和國內(nèi)外新技術的發(fā)展趨勢，以及下步鉆井液的重點工作，希望能對大家有

3、所助益。,一 集團公司鉆井液業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀二 國際鉆井液業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀三 國內(nèi)外鉆井液技術新進展介紹四 鉆井液業(yè)務發(fā)展?jié)摿Ψ治鑫?“十二五” 鉆井液重點工作安排,目 錄,第一部分 集團公司鉆井液業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀,一 組織管理模式,（一）主要組織管理模式（共有三種）,1. 統(tǒng)一管理，成立專業(yè)化的鉆井液公司。,一 組織管理模式,2. 分散管理，鉆井液服務分屬各鉆井公司和科研院所的科級單位。,一

4、組織管理模式,3. 對外提供技術服務和技術支持。鉆井院采用該種組織模式。,一 組織管理模式,西部鉆探,,從業(yè)人員隸屬于鉆井隊。,（二）鉆井液現(xiàn)場從業(yè)人員隸屬關系,從業(yè)人員隸屬于鉆井液公司（處級）。,長城鉆探,,大慶鉆探,,大慶地區(qū)從業(yè)人員隸屬于鉆井隊。,,吉林地區(qū)從業(yè)人員隸屬于2個鉆井公司下屬的鉆井液公司。,隸屬于鉆井項目部下屬的鉆井液公司（站） 。,海洋工程,,一 組織管理模式,（二）鉆井液現(xiàn)場從業(yè)人員隸屬關系,渤海鉆探,,大港地

5、區(qū)從業(yè)人員隸屬于鉆井液公司（處級）。,,華北地區(qū)鉆井液從業(yè)人員隸屬于2個鉆井公司下屬的鉆井液公司。,川慶鉆探,,川東、川西、長慶鉆井總公司鉆井液從業(yè)人員隸屬于井隊。,,塔里木工程公司和國際工程公司鉆井液從業(yè)人員隸屬于分別下設的鉆井液公司。,一 組織管理模式,從上述組織管理模式構成可以看出，目前集團公司各工程技術服務企業(yè)鉆井液管理模式多樣，其專業(yè)化程度、現(xiàn)場服務和人員管理等方面均有較大不同。,長城鉆探已經(jīng)實現(xiàn)專業(yè)化……渤海鉆探專業(yè)化完

6、善階段……川慶鉆探……西部鉆探……海洋工程公司……,圖2.1.1 鉆探企業(yè)鉆井液從業(yè)人員統(tǒng)計,二 人員情況,集團公司鉆井液從業(yè)人員共計5402人。,單位：（人）,（一）人員總體情況,圖2.1.2 鉆探企業(yè)鉆井液從業(yè)人員統(tǒng)計,二 人員情況,單位：人/隊,集團公司平均每個鉆井隊為5.3人。,圖2.1.3 鉆井液人員分布比例圖,集團公司鉆井液從業(yè)人員中，非技術人員占總人數(shù)的62%。高中及以下學歷人員占總人數(shù)的近60%。,二

7、人員情況,表2.1.1 鉆井液人員職稱統(tǒng)計分布表,注：數(shù)據(jù)來源為各單位上報。,二 人員情況,表2.1.2 鉆井液人員學歷統(tǒng)計分布表,注：數(shù)據(jù)來源為各單位上報。,二 人員情況,單位：人/隊,大專及以上學歷人員統(tǒng)計,專業(yè)技術人員統(tǒng)計,集團公司大專及以上學歷人員、技術人員分別為1.96人/隊、 2.14人/隊 。,單位：人/隊,（二）高學歷人員和專業(yè)技術人員分布情況,二 人員情況,高學歷人員和專業(yè)技術人員分布情況,注：數(shù)據(jù)來源為各單

8、位上報。,二 人員情況,目前，具有大專以上學歷的人員比例已經(jīng)達到40.39%；擁有技師及以上專業(yè)技術職稱的人員已經(jīng)占到總人數(shù)37.02%。人員素質不斷提高。然而，鉆井隊鉆井液從業(yè)人員中，外聘勞務工約占基層操作人員的80%以上，高中及以下學歷人員約占現(xiàn)場從業(yè)人員的60%以上，基層鉆井液從業(yè)人員專業(yè)技能和文化素質較低。,二 人員情況,三 實驗儀器和固控設備配置,圖3.1.1 室內(nèi)實驗檢測主要儀器數(shù)量統(tǒng)計,集團公司共配備鉆井液室內(nèi)主要

9、實驗檢測儀器701臺套。,1. 儀器配備數(shù)量,(單位：臺套),（一）實驗檢測儀器配置,圖3.1.2 室內(nèi)實驗檢測主要儀器原值統(tǒng)計,集團公司鉆井液主要試驗檢測儀器原值為5236.5萬元。,三 實驗儀器和固控設備配置,2. 儀器原值,單位：萬元,三 實驗儀器和固控設備配置,圖3.1.3 室內(nèi)主要實驗儀器分布比例,按照儀器原值由高到低依次為：鉆井院、大慶、西部、長城、渤海、川慶、海洋公司。,2. 儀器原值,三 實驗儀器和固控設備

10、配置,（二）固控設備的配置,圖3.2.1 固控設備配備統(tǒng)計,單位：(臺),集團公司共有固控設備5164臺。,圖3.2.1 固控設備與鉆機配比統(tǒng)計,三 實驗儀器和固控設備配置,近年來，提高固控設備使用率在提高鉆井液安全、質量和施工能力等方面作用明顯。,三 實驗儀器和固控設備配置,表3.2.1 固控設備配備比例,渤海、川慶、海洋等單位固控設備配備比例較高。,三 實驗儀器和固控設備配置,固控設備國產(chǎn)化程度愈來愈

11、高，據(jù)統(tǒng)計，目前集團公司配備的固控設備國產(chǎn)化程度達到96%。,長城鉆探在國外發(fā)展了如固控設備制造、維修等相關的鉆井液固控業(yè)務，有28臺固控設備提供租賃服務，為進一步完善鉆井液服務產(chǎn)業(yè)鏈，增加鉆井液高附加值業(yè)務提供了可借鑒的成功經(jīng)驗。,四 鉆井液專業(yè)經(jīng)營情況簡析,1.完成服務工作量,圖4.1 鉆井液服務井數(shù)統(tǒng)計,2010年共完成井數(shù)12980口（不包括海洋），鉆井液服務井數(shù)為12328口，占完成井數(shù)的95%。,四 鉆井液專業(yè)經(jīng)

12、營情況簡析,圖4.2 國內(nèi)外鉆井液服務井數(shù)統(tǒng)計,國內(nèi),國外,國內(nèi)鉆井液作業(yè)費用遠低于國際平均水平；鉆井液技術服務已經(jīng)處于較高水平。,為什么？,※推廣應用成本較低的水基鉆井液體系?！鶉鴥?nèi)鉆井液專業(yè)技術人員技術操作水平彌補了部分體系和處理劑性能的不足。,四 鉆井液專業(yè)經(jīng)營情況簡析,干同樣的事，用較少的錢,,五 鉆井液應用情況,（一） 鉆井液體系應用情況,聚合物鉆井液體系仍然是各探區(qū)鉆井液的主力體系，占總井次的76.54%。

13、,單位：口井,圖5.1 國內(nèi)外成本統(tǒng)計,（二） 復雜事故分析,五 鉆井液應用情況,圖5.2 相關復雜事故損失時間統(tǒng)計,單位：天,相關卡鉆、井漏、劃眼、測井遇阻、井涌溢流等復雜事故損失時間合計為4337.14天，損失率為2.49%；占事故復雜損失的90%。,1. 卡鉆,五 鉆井液應用情況,圖5.2.1 卡鉆統(tǒng)計,單位：次,發(fā)生與鉆井液相關的卡鉆事故94起，損失時間483.39天，卡鉆損失率為0.28%，占事故復雜損失的

14、10%。解卡成功率98%。,單位：天,五 鉆井液應用情況,表5.2.1 卡鉆統(tǒng)計表,注：數(shù)據(jù)來源為各單位上報。,五 鉆井液應用情況,2. 井漏,圖5.2.2 井漏統(tǒng)計,單位：次,單位：天,井漏占復雜事故損失比例最大。共發(fā)生井漏1786次，漏失24.83萬方，損失2007.92天，井漏損失率為1.15%。井漏損失占復雜事故損失總時間的41.68%，占復雜損失的59.38%。,五 鉆井液應用情況,表5.2.2 井漏統(tǒng)計

15、表,注：數(shù)據(jù)來源為各單位上報。,3. 劃眼,五 鉆井液應用情況,單位：次,單位：天,發(fā)生劃眼復雜963次，損失881.14天，井漏損失率為0.5%。井漏損失占復雜事故損失總時間的18.29%，占復雜損失的26.06%。,圖5.2.3 劃眼統(tǒng)計,五 鉆井液應用情況,表5.2.3 劃眼統(tǒng)計表,五 鉆井液應用情況,4.測井遇阻,圖5.2.4 測井遇阻次數(shù)統(tǒng)計,單位：次,共測井10807次，發(fā)生遇阻735次，損失時間567.7

16、5天，損失率為0.33%，占復雜事故損失總時間的11.79%。電測一次成功率為91%。,五 鉆井液應用情況,表5.2.4 電測遇阻統(tǒng)計表,5. 井涌溢流,圖5.2.5 井涌溢流統(tǒng)計,單位：次,單位：天,發(fā)生井涌溢流229次，損失時間396.94天，損失率為0.23%，占復雜事故損失總時間的8.24%。,五 鉆井液應用情況,通過持續(xù)科研攻關和試驗推廣應用，許多較成熟的鉆井液體系、技術、工藝、處理劑得到廣泛應用，復雜事故有所降

17、低，鉆井保障能力不斷增強。但隨著施工難度的加大，一些惡性井漏和卡鉆等復雜事故損失率仍較高，降低復雜事故損失率的空間仍然較大。,五 鉆井液應用情況,六 鉆井液材料及處理劑使用情況,（一）總體情況,1. 總體消耗,圖6.1.1 鉆井液材料和處理劑消耗統(tǒng)計表,消耗鉆井液材料和處理劑110.39萬噸。大慶、川慶鉆探用量較多，分別為32.62萬噸和27.95萬噸。,單位：萬噸,六 鉆井液材料及處理劑使用情況,總花費達21.40億元。川慶

18、、長城鉆探較大，分別為5.62億元和5.50億元。,圖6.1.2 鉆井液材料和處理劑消耗統(tǒng)計表,單位：億元,六 鉆井液材料及處理劑使用情況,圖6.2 鉆井液材料和處理劑消耗統(tǒng)計表,2. 平均消耗,鉆井液材料和處理劑平均消耗為43.98千克/米；平均金額為85.24元/米。,六 鉆井液材料及處理劑使用情況,3. 分類消耗,圖6.3 鉆井液材料和處理劑消耗統(tǒng)計表,單位：萬噸,處理劑用量：土粉8.72萬噸，占7

19、.9%；加重材料72.77萬噸，占65.92%；僅重晶石粉70.45萬噸，占96%。非土粉和加重材料類為28.9萬噸，占26.18%。,六 鉆井液材料及處理劑使用情況,表6.1 鉆井液材料和處理劑消耗統(tǒng)計表,第二部分國際鉆井液業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀,一 國際鉆井液市場分布,國際上主要鉆井液服務公司市場比例,全球鉆井液技術服務市場規(guī)模由2006年得80億美元增至2009年的115億美元，年均增長率達12.86%。集團公司鉆井液服務國外營

20、業(yè)收入約為1.8億美元，約占國際市場份額的1.6%。,,資料來源：《鉆井與完井工程》,一 國際鉆井液市場分布,,全球鉆井液完井液市場規(guī)模與主要公司市場占有率（數(shù)據(jù)來源：Spears and Associates公司，Oilfield Market Report，2010年5月）,一 國際鉆井液市場分布,全球鉆井液完井液市場規(guī)模與主要公司市場占有率（數(shù)據(jù)來源：Spears and Associates公司，Oilfield M

21、arket Report，2010年5月）,全球鉆井液綜合服務中，鉆井液服務占到80%，而固控、廢棄物處理服務所占比例不到20%。越來越多的甲方在招標中要求提供鉆井液、固控、廢棄物處理等一體化服務。 國際市場上由此產(chǎn)生了集鉆井液技術服務、固控設備服務、廢棄物處理等一體化的鉆井液服務公司，如M-I（屬斯倫貝謝）、白勞德（Baroid，屬哈里伯頓）和貝克休斯鉆井液公司（Baker Hughes）等。而長期以來，大部分的中國鉆井液技術服

22、務隸屬于各鉆井公司，相對獨立的、專業(yè)化的鉆井液技術服務公司目前僅有中海油服油田化學事業(yè)部、長城鉆探、渤海鉆探有專門的鉆井液技術服務公司。其中，最大的為中海油服油田化學事業(yè)部，其次為長城鉆探鉆井液公司，已經(jīng)開始從提供鉆井液技術服務向提供方案咨詢、鉆井液服務、固控、廢棄物處理等一體化服務轉變。,一 國際鉆井液市場分布,一 國際鉆井液市場分布,,國內(nèi)外鉆井液技術服務公司數(shù)量對比,資料來源：《美國油氣》,一 國際鉆井液市場分布,,國

23、內(nèi)外鉆井液技術服務公司構成情況比較,資料來源：《美國油氣》,一 國際鉆井液市場分布,,2009年國際鉆井液技術服務公司市場份額,中石油、中石化、中海油所有鉆井液技術服務公司的海外總收入僅為國際市場總收入的3.5%，所占比例很低，我國鉆井液技術的核心競爭力低。,主要有以下兩種服務模式：,※涉及鉆井液技術、工藝研發(fā)、處理劑研發(fā)和生產(chǎn)、技術服務、固控設備服務、廢棄物處理等服務的一體化的鉆井液技術服務公司 ，以斯倫貝謝M-I鉆井液公司、哈里

24、伯頓白勞德鉆井液公司和貝克休斯鉆井液公司為代表。,※從事鉆井液處理劑研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的專業(yè)化公司，以威德福公司和美國雪佛龍菲利普斯鉆井特殊化學品公司等為代表。,二 國際鉆井液公司概況,二 國際鉆井液公司概況,,國外主要鉆井液技術服務公司技術管理模式,二 國際鉆井液公司概況,,（一）斯倫貝謝M-I鉆井液公司,M-I SWACO鉆井液公司主要為全球各大油田提供各種鉆井液產(chǎn)品、鉆井液體系、固控設備、鉆屑回注、鉆井液固液分離等技術服

25、務。主要有高性能水基鉆井液、低固相油基鉆井液、成膜水基鉆井液、井壁“貼膜”技術、用于深水鉆井的合成基鉆井液、用于嚴重漏失的堵漏塞、一體化井眼加固技術、抗高溫鉆井液、提高機械鉆速的鉆井液、新型微泡鉆井液、納米級鉆井液材料及綠色環(huán)保鉆井液等技術。M-I 鉆井液公司和中海油服于1984年合資成立了南海麥克巴泥漿有限公司，已為34家國內(nèi)石油公司在渤海、南海、東海、塔里木、勝利、四川、等油田提供鉆井液服務。,,二 國際鉆井液公司概況,,泥漿技

26、術服務收入從2008年的81.4億美元增長到2009年的89.8億美元，凈利潤從2008年的15.25億美元增長到2009年的16.58億美元。,,M-I公司鉆井液服務收入,,M-I公司鉆井液服務利潤,資料來源：M-I SWACO公司年報,二 國際鉆井液公司概況,,,,M-I SWACO鉆井液擁有員工約13000人，分布在世界超過50個不同的國家及200個供應地區(qū)，匯集了大量一流的技術人員。,M-I SWACO公司人員分布狀況,資料

27、來源：M-I SWACO公司年報,二 國際鉆井液公司概況,,,,M-I SWACO公司的泥漿技術服務作業(yè)區(qū)域分布,資料來源：M-I SWACO公司年報,二 國際鉆井液公司概況,,,（二）哈利伯頓白勞德鉆井液公司,哈里伯頓白勞德鉆井液公司產(chǎn)業(yè)定位為提供最新的鉆井液產(chǎn)品和鉆井液體系，同時提供高效的泥漿技術解決方案，在60多個國家設立了約300多家服務中心，可提供鉆井液、固控、廢棄物處理等一體化服務。,主要提供鉆井液技術和產(chǎn)品服務。其

28、擁有世界先進水平的技術、實驗室、設備和測試設施，能提供先進的鉆井液材料和添加劑，可提供新型的鉆井液材料及鉆井液體系。主要技術有高性能水基鉆井液、成膜水基鉆井液、新型油基鉆井液、井眼加固技術、抗高溫鉆井液、提高機械鉆速鉆井液、保護儲層鉆井液及攜帶巖屑技術等。,二 國際鉆井液公司概況,,,,哈里伯頓白勞德鉆井液公司收入情況,資料來源：哈里伯頓公司年報,單位：百萬美元,二 國際鉆井液公司概況,,,,哈里伯頓白勞德鉆井液公司凈利潤情況,

29、資料來源：哈里伯頓公司年報,2009年哈里伯頓白勞德鉆井液公司凈利潤從2008年的1.4億美元增長到1.45億美元，同比增長3.57%。,單位：百萬美元,二 國際鉆井液公司概況,,,,,2009年哈里伯頓白勞德鉆井液公司人員職業(yè)分布狀況,資料來源：哈里伯頓公司年報,二 國際鉆井液公司概況,,主要提供油田鉆井液、完井液和鉆井液環(huán)境服務，此外還提供鉆井液專利產(chǎn)品。提供鉆井和完井液、固相控制和鉆屑處理，幫助顧客達到環(huán)境保護的目標。主要

30、技術有高性能水基鉆井液、無固相油基鉆井液、剛性膠質堵漏塞、井眼加固技術、抗高溫鉆井液、提高機械鉆速鉆井液及鉆屑回注技術等。貝克休斯鉆井液公司目前已在全球50多個國家和地區(qū)開展油田鉆井液、完井液和鉆井液環(huán)境服務。,（三）貝克休斯鉆井液公司,貝克休斯鉆井液公司于2004年成立，主要負責油田鉆井液、完井液和鉆井液環(huán)境服務業(yè)務。通過陸續(xù)并購，吸收米爾克姆和紐帕克鉆井液公司、EXLOG泥漿測井公司等，公司不斷發(fā)展壯大。,二 國際鉆井液公司概況

31、,,,貝克休斯鉆井液公司總收入,資料來源：貝克休斯鉆井液公司年報,單位：百萬美元,二 國際鉆井液公司概況,,,貝克休斯鉆井液公司凈利潤情況,資料來源：貝克休斯鉆井液公司年報,單位：百萬美元,二 國際鉆井液公司概況,,,,貝克休斯鉆井液公司人員分布狀況,資料來源：貝克休斯鉆井液公司年報,二 國際鉆井液公司概況,,,貝克休斯鉆井液公司業(yè)務分區(qū)域分布情況,資料來源：貝克休斯鉆井液公司年報,二 國際鉆井液公司概況,,,五、菲利普

32、斯鉆井特殊化學品公司,四、威德福公司,威德福作為鉆井液處理劑的主要生產(chǎn)商之一，可提供的鉆井液體系有氣體鉆井液、霧化鉆井液、泡沫流體（可循環(huán)水基泡沫和油基泡沫）、充氣鉆井液及常規(guī)鉆井液五種，可提供的鉆井液產(chǎn)品表面活性劑、降濾失劑、增粘劑、降粘劑、防腐劑、乳化劑、抑制劑、潤濕劑、解卡劑、滑潤劑、鉆井泥漿清洗劑等。,2000年7月1日雪佛龍公司的石油化工和塑料業(yè)務與菲利普斯石油公司的化工業(yè)務以各占50%的股份合并在一起成立了雪佛龍菲利普斯化工

33、有限公司，是一家生產(chǎn)烯烴、聚烯烴苯乙烯和各種特殊化學品的世界頂尖生產(chǎn)者。在世界范圍內(nèi)大約有5,150位雇員，資產(chǎn)達70億美元，有34個制造工廠，6個研究機構和技術中心，并在80多個國家開展業(yè)務。雪佛龍菲利普斯化工有限公司有高素質的人才，雄厚的實力和技術，為全球最大的鉆井材料生產(chǎn)商。,二 國際鉆井液公司概況,,,國外鉆井液服務公司的不斷發(fā)展壯大，給我們帶來了可借鑒的成功模式和挑戰(zhàn)。它們立足于“使用一代、研究一代、儲備一代”的技術發(fā)展理

34、念，始終處于技術的最前沿，用自身特色和先進的技術、工藝，贏得市場和最大的效益，正在朝環(huán)保、經(jīng)濟、用途廣的方向發(fā)展。 集團公司鉆井液服務在新技術研發(fā)和現(xiàn)場應用、處理劑研發(fā)和生產(chǎn)等方面的差距較大，需要我們新一代的鉆井液技術服務人員不斷努力，才能跟上國際鉆井液發(fā)展進步的步伐。,第三部分 國內(nèi)外鉆井液技術新進展,（年）,鉆井液技術發(fā)展歷程,一 鉆井液技術發(fā)展歷程,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,一、水基鉆井液成膜理

35、論與技術,中石油鉆井院提出某種處理劑的分子結構要小到能夠進入泥頁巖孔隙、強烈吸附在頁巖上、在井筒周圍泥頁巖骨架內(nèi)形成內(nèi)泥餅，使內(nèi)泥餅的滲透率比泥頁巖的滲透率更低。研制成功了能模擬井下條件的高溫高壓鉆井液半透膜膜效率測定裝置，研制成功一種有機硅酸鹽半透膜處理劑BTM-2。采用自己研制的高溫高壓鉆井液半透膜效率測定裝置測定了半透膜劑的半透膜效能。測試結果表明，膜效率高達75％以上，顯著改善泥頁巖膜的理想性。,模擬井下條件的高溫高壓鉆井液

36、半透膜膜效率測定裝置,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,此外，鉆井院首次提出隔離膜概念與理論，研究了隔離膜形成機制及膜質量控制技術，建立了隔離膜質量評價方法。研制成功了具有隔離膜性能的隔離膜劑，通過膜的外觀形狀、掃描電鏡試驗、膜的承壓能力、鉆井液沉降穩(wěn)定性實驗，評價了隔離膜的質量和作用效果，對其作用機理進行了探討。實驗結果表明，隔離膜劑在鉆井液中具有良好的抗溫、封堵、潤滑性能，動濾失增量試驗、滲透率恢復試驗結果表明，隔離膜劑保護儲層效果顯著

37、。,高溫高壓形成的膜在20℃放置一天時間后，形成的膜折疊不斷裂,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,成膜鉆井液既具有半透膜效能，又能在井壁上形成隔離膜，有效封堵地層微裂縫，能阻止或減緩水和鉆井液濾液進入地層，達到穩(wěn)定井壁和保護儲層的目的。成膜水基鉆井液是一種動濾失增量為零的鉆井液，穩(wěn)定井壁、保護儲層效果顯著。該技術在吐哈神北6井、青海馬105井及中原橋69-平1井等100余口井進行了現(xiàn)場試驗，結果表明，鉆井液體系抑制性強、防塌效果好，具有良好

38、的保護儲層性能，是防止井壁坍塌與保護儲層完全協(xié)調一致的新技術。 該技術實現(xiàn)了井壁穩(wěn)定技術從物理封堵向物理化學防塌的重大轉變。,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,二、超高溫水基鉆井液技術,中石油鉆井院研發(fā)了一種水溶性好、抗鹽抗鈣污染能力強、在超高溫下能夠快速并強烈吸附于粘土且有利于防止粘土去水化、高溫聚結、具強護膠能力的抗高溫保護劑GBH，該處理劑將目前使用的降濾失、增粘、封堵等處理劑材料及抗高溫鉆井液體系的抗溫能力提高50-

39、60℃。,GBH熱重曲線（熱穩(wěn)定性達300℃以上）,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,有以下特點：,鉆井液具有長時間抗溫穩(wěn)定性。240℃下連續(xù)熱滾112h，表觀粘度、塑性粘度、動切力、靜切力變化幅度很小，鉆井液沒有出現(xiàn)稠化、膠凝等現(xiàn)象。,鉆井液具有極佳的抗鉆屑污染能力。抗鉆屑污染容限量達15%以上，經(jīng)過老化后，鉆井液流變性能受鉆屑污染影響很小。,鉆井液體系中膨潤土的線形膨脹量8h小于1％。具有較強的抑制水化膨脹能力，有利于井壁的穩(wěn)定。,鉆井

40、液體系高溫濾失量低。2h內(nèi)實現(xiàn)動態(tài)濾失量增量為零，具有良好的動態(tài)高溫高壓降濾失及封堵性能，可以有效地減輕粘土的膨脹與分散，減少鉆井液對儲層的損害。污染后巖心的滲透率恢復值達87.8％，具有良好的保護儲層性能。,該技術滿足于我國深井、超深井勘探開發(fā)需求。,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,三、快速鉆井液技術,快速鉆井劑（KSZJ）能夠通過在巖石、鉆屑表面以單分子層吸附，改變巖石表面潤濕性，實現(xiàn)巖石的潤濕性由強親水向親油的方向轉變；并且該處理劑

41、能夠在鉆頭、鉆具上能夠以有機磷定向吸附的形式形成很強的定向的多分子層的物理和化學吸附，有利于減弱或消除鉆屑顆粒在鉆頭、鉆具表面的吸附，減少或防止鉆屑吸附鉆頭，增加鉆頭的切削深度；能在金屬表面形成潤滑油膜，有效降低環(huán)空摩阻，降低扭矩，從而有效減小環(huán)空壓力降，增大鉆頭水馬力，從而提高鉆速，并且有利于起下鉆，減少阻卡等復雜情況。,a) b*) c) d

42、) e)a)未污染鋼管 b)基漿 c)基漿+0.1%KSZJ d)基漿+0.2%KSZJ e)基漿+0.5%KSZJ,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,a) b*) c) d) e)a)未污染鋼管 b)基漿 c)基漿+0.1%KSZJ d)基漿+

43、0.2%KSZJ e)基漿+0.5%KSZJ,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,快速鉆井液技術在吐哈、塔里木、青海、華北、新疆、海塔、吉林、遼河及冀東等油田的近100余口井進行了現(xiàn)場試驗，結果表明，平均提高機械鉆速達18%以上，能有效降低鉆井液摩阻，并解決了井壁失穩(wěn)及起下鉆過程中阻卡情況，井徑規(guī)則。該技術是鉆井液技術的新發(fā)展，是鉆井提速技術的新嘗試，將對提高鉆井速度、減少井下復雜事故提供新的技術手段。,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,四、成膜

44、保護儲層理論與技術,隔離膜劑以井壁泥頁巖作為支撐體，通過吸附、濃集、覆蓋形成致密的不透水隔離膜，形成的隔離膜水基鉆井液具強的抑制性，較強的抗鹽抗溫能力，能形成完全不透水的隔離膜，動濾失量增量在較短時間內(nèi)能達到零，具有很好的封堵能力，能有效阻止鉆井液及濾液進入地層，成膜鉆井液對天然巖心的滲透率恢復值大于98%，具有很好保護儲層性能。大港油田長蘆地區(qū)板深51斷塊多口井應用效果較好。,超低滲透膜的形成過程,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,五、高

45、性能胺基鉆井液技術,胺基抑制劑的作用機理：-NH2極性大，易被粘土優(yōu)先吸附，促使粘土晶層間脫水，減小膨脹力；醚鍵可適當增長骨架碳鏈，使其嵌入粘土晶層，阻止水分子進入；依靠分子鏈上多個胺基固定粘土晶片，破壞水化結構，更好地發(fā)揮對泥頁巖、粘土的抑制作用。,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,高性能胺基鉆井液技術在新疆油田、華北油田等進行了現(xiàn)場試驗，結果表明，胺基鉆井液能有效抑制大段水敏性泥巖水化膨脹，具有優(yōu)良的抑制性，返出鉆屑齒印清晰，棱角分明，

46、鉆屑成型，井壁穩(wěn)定，大幅度降低了軟泥巖對鉆柱和鉆頭的粘附，起下鉆順利，井徑規(guī)則。,返出的泥巖鉆屑 返出的鉆屑齒印,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,六、有機鹽鉆井液技術,渤海鉆探研發(fā)了一種有機鹽鉆井液技術，形成了BH系列鉆井液體系和技術，并在國內(nèi)大港、塔里木，以及伊拉克等地區(qū)得到了成功應用。該技術在集團公司工程技術工作會議上得到集

47、團公司廖總的高度肯定，被稱為鉆井液技術的新突破。,7% KCL溶液 30% BZ-W1溶液烘干膨潤土泥球,11天后,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,哺乳動物急性口服毒性實驗報告,實驗動物一次經(jīng)口樣品后的急性毒性反應。這是根據(jù)國標GB15193.3-94中急性毒性分級標準進行的試驗，檢測項目稱為“小鼠急性經(jīng)口LD50 測定法”。 實驗表明：BZ-WYJ系列有機鹽的毒性很輕。,掛片實驗,有機鹽系列產(chǎn)品BZ-WYJ偏

48、堿性，pH = 7-9，腐蝕較低。,腐蝕性試驗,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,（一）氣液轉換中的潤濕反轉技術,七、低密度鉆井流體相關技術,針對氣體鉆井氣液轉化過程中存在的井壁失穩(wěn)問題，川慶鉆探提出通過先打入前置液（潤濕反轉劑WD-1），改變空氣鉆井段巖石表面的潤濕性，將其由親水變?yōu)槭杷?，防止氣液轉化時泥頁巖吸水垮塌。該技術在四川龍崗10井氣液轉換施工中進行了現(xiàn)場試驗，轉換過程中，下鉆一次到底，循環(huán)無掉塊返出，避免了井壁失穩(wěn)垮塌帶來的復雜

49、情況。,振動篩返出情況,返出鉆屑情況,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,（二）超高溫泡沫鉆井流體技術,長城鉆探和鉆井院聯(lián)合設計并成功合成了能有效提高水基泡沫鉆井流體的抗溫能力至350℃而且能使水基泡沫穩(wěn)定的小分子量有聚合物穩(wěn)定劑KT-1，形成了抗高溫能力達240℃的超高溫水基泡沫鉆井流體技術，并進入國際市場。在肯尼亞西南地區(qū)地熱井的井底最高溫度達350℃，使用超高溫泡沫鉆井流體技術先后完成了28口井的地熱定向井的鉆井施工任務。大幅度減少井下

50、復雜和事故，平均完井周期縮短了3天。,（三）油基泡沫鉆井流體技術,鉆井院研制了油基泡沫發(fā)泡劑，確定了合成的最佳工藝條件，根據(jù)溶度參數(shù)和極性相近的原則，優(yōu)選出了油基泡沫穩(wěn)泡劑。形成的油基泡沫鉆井流體的發(fā)泡體積和半衰期優(yōu)于國外同類產(chǎn)品，泡沫質量是威德福公司產(chǎn)品最佳用量的2倍，半衰期是其2.6倍。自制油基泡沫鉆井流體的泡沫質量為55%～80%，密度為0.17～0.38 g/cm3，適用于超低壓地層、衰竭儲層鉆井。,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展

51、,十、防漏堵漏技術,（一）易漏地層的漏失壓力分析 （二）特種凝膠堵漏技術 （三）平衡靜膠凝溶洞堵漏技術（四）超低滲透鉆井液防漏堵漏技術,十一、煤層氣井壁穩(wěn)定與儲層保護技術,八、MTC與固井液一體化技術,九、新型正電性鉆井液技術,十二、納米處理劑基礎上的鉆井液技術,十三、廢棄鉆井液處理技術,（一）高溫水基鉆井液廢棄物處理技術,,,（二）鉆井廢棄物不落地達標處理技術,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,十四、其它技術,抗高溫抗鹽高密度鉆井液

52、聚磺硅酸鹽欠飽和鹽水鉆井液抗高溫無固相鉆井液抗酸性氣污染高密度水基鉆井液高溫有機硅氟鉆井液可循環(huán)微泡鉆井液硬膠泡沫鉆井液多分支水平井鉆井液大位移大斜度井鉆井液深水低溫鉆井液氣制油鉆井液環(huán)保型全白油基鉆井液環(huán)保型乳液高分子鉆井液乳化柴油鉆井液及合成基鉆井液,高溫高壓動態(tài)損害評價裝置鉆井液對鉆速影響評價裝置低孔低滲敏感性評價裝置高溫（300℃）高壓降濾失儀高溫（300℃）滾子爐,,鉆井液技術,,鉆井液測試儀

53、器,二 國內(nèi)鉆井液技術新進展,高溫高壓動態(tài)損害評價裝置,模擬井下條件的評價鉆井液提速動態(tài)評價系統(tǒng),低孔低滲敏感性評價裝置,鉆井液高溫（300℃）滾子爐,三 國外鉆井液技術新進展,一、井壁穩(wěn)定技術,（一）高性能水基鉆井液技術,國外各大鉆井液公司相繼研發(fā)出了一種在性能、費用及環(huán)保方面能替代油基與合成基鉆井液的高性能水基鉆井液（HPWM），其典型配方為：2-4%聚胺鹽+1-2%鋁酸鹽絡合物+2-4%鉆速提高劑+2-3%聚合物(可變形聚

54、合物封堵劑)+0.2-0.4%改性淀粉+0.15-0.3%XC+0.1-0.2%PAC，比如M-I公司的ULTRADRIL，哈利伯頓白勞德公司的HYDRO-GUADRTM，貝克休斯鉆井液公司的PERFORMAX均為高性能水基鉆井液，可適用于大斜度、大位移井、井下情況復雜但因環(huán)保限制而不能使用油基鉆井液的情況。,處理劑協(xié)同作用封堵泥頁巖孔隙和微裂縫,孔隙壓力特征與油基泥漿類似,HPWM體系已在墨西哥灣、美國大陸、巴西、澳大利亞、利比亞及近

55、期在沙特阿拉伯都得到了應用，均取得非常理想的效果。并準備在尼日利亞、突尼斯、意大利、挪威、北海的英國海域以及繼續(xù)在利比亞、墨西哥灣應用這套體系。此外，在阿拉伯半島及阿拉伯海灣地區(qū)一些油氣井中也準備使用HPWM體系。國內(nèi)在冀東、大港、南海等取得良好效果。,應用HPWM后墨西哥灣深水鉆井機械鉆速對比圖,三 國外鉆井液技術新進展,（二）成膜水基鉆井液技術,Baroid報道篩選研制出了具有成膜效能的三種新型化合物，它們的膜效率在55%~85

56、%之間。 M-I鉆井液公司認為在水基鉆井液中可以形成三種類型的膜：Ⅰ型膜（水基鉆井液成膜）、Ⅱ型膜（封堵材料成膜）和Ⅲ型膜（合成基和逆乳化鉆井液成膜）。其中Ⅱ型膜的膜效率最高，并認為，各種類型膜的滲透機理是完全不同的。M-I鉆井液公司把物理與化學膜相結合的一種成膜技術作為保護微裂縫油氣藏技術應用于我國南海油田，單井產(chǎn)量提高了30~40%。,（三）井壁“貼膜”技術或稱井壁“鑲襯”技術,斯倫貝謝劍橋研究中心提出了一種井壁“貼膜”技術或稱井壁

57、“鑲襯”技術，該技術利用樹脂的光固化反應性能在井壁生成井筒襯即井壁“貼膜”，是一種集穩(wěn)定井壁、防漏堵漏、提高地層承壓能力與保護儲層一體化的新技術。該技術首先通過一種可不斷旋轉、含有導光管、帶有孔眼的光敏感樹脂應用工具將光敏感性樹脂材料輸送到井下，噴射出來的樹脂材料可清除井壁上的虛泥餅，同時利用樹脂的光固化反應迅速固化形成一層類似壁紙的“貼膜” ，稱之為可遙控的井筒襯技術，根據(jù)實際需要可調整樹脂在井壁上的聚合情況。且通過實時的圖像傳輸可以

58、看到井壁上形成的“貼膜”，該貼膜具有較好的彈性、承壓能力強，可達到穩(wěn)定井壁、防漏堵漏和提高承壓的目的。,三 國外鉆井液技術新進展,（四）油基（合成基）鉆井液技術,1. 具有平坦流變性能的油基鉆井液,M-I公司研發(fā)了一種用于深水鉆井、大位移井并具有平坦流變性能的油基鉆井液體系RHELIANT，有利于減少激動壓力和漏失，可有效保護儲層，能解決隨著溫度和其他井底環(huán)境改變而引起的井底清潔能力下降、環(huán)空當量循環(huán)密度過大、重晶石沉降和井漏等問題

59、，并滿足環(huán)保要求。,與傳統(tǒng)鉆井液流變性比較圖,重晶石沉降測試曲線對比圖,三 國外鉆井液技術新進展,從重晶石沉降測試曲線對比圖中可以看出RHELIANT鉆井液體系重晶石的沉降性能曲線明顯變得平緩，反映RHELIANT鉆井液體系具有優(yōu)良的攜屑能力，鉆屑移除速率與鉆屑產(chǎn)生速度一致，鉆屑就不會沉積在環(huán)空中而增加當量循環(huán)密度，從而使當量循環(huán)密度穩(wěn)定在很小的范圍內(nèi)，避免了重晶石的突然沉降，極大地提高了井眼清潔能力。 現(xiàn)場深水鉆井應

60、用效果表明，與傳統(tǒng)的合成基和油包水基鉆井液體系相比，RHELIANT鉆井液體系表現(xiàn)出更好的流變性能，鉆速提高了6.1m/h，單個鉆井周期縮短24h，減少了漏失，恒定的屈服值使其對巖石具有更高的滲透性，具有極好的攜屑能力和井眼清潔能力，節(jié)約了鉆進時間。,三 國外鉆井液技術新進展,2. 新型低固相礦物油基鉆井液,針對遇到的鉆速低、鉆井液粘度大、侵入儲層深度大、卡鉆等嚴重問題，M-I公司研發(fā)了一種新型低固相礦物油基鉆井液（LS OBM）。

61、基本配方為：423kg/m3低芳香族礦物油+30kg/m3乳化劑+10kg/m3液態(tài)降濾失劑+10kg/m3優(yōu)質有機土+161kg/m3清水+364kg/m3密度為1.7kg/m3的溴化鈣鹽水+10 kg/m3石灰+120kg/m3白云石。與傳統(tǒng)的鉆井液相比，LS OBM鉆井液體系具有更好的封堵性、熱穩(wěn)定性和更高的滲透率恢復值。儲層損害評價實驗結果顯示，LS OBM鉆井液體系對地層的損害程度遠小于其他重晶石加重鉆井液體系，減少了井下復雜

62、事故的發(fā)生，保護了儲層。,3. 高密度低固相油基鉆井液,M-I鉆井液公司研制出一種新型高密度油基鉆井液，這種鉆井液是利用高密度的甲酸銫鹽水來達到理想的密度。當使用密度為2.2g/cm3甲酸銫鹽水來配制鉆井液時，低固相鉆井液體系的密度可達1.7g/cm3。,三 國外鉆井液技術新進展,貝克休斯鉆井液公司研發(fā)了一種由石蠟、乳化劑、潤濕劑、油、氯化鈣及溴化鈣鹽水組成的無固相鉆/完井液體系，該體系可用于活性頁巖中鉆井和水平井中的礫石充填液，其

63、密度可通過改變油水比和CaCl2或CaBr2水相密度來調節(jié)。,4. 不含有機土的油基鉆井液,哈利伯頓白勞德公司報道了一種不含有機土的油基鉆井液，其基本配方為：0.473bbl線性石蠟+12lb/bbl乳化劑+3lb/bbl石灰+10lb/bbl聚合物降濾失劑+0.5lb/bbl改性脂肪酸+0.126bbl水+15.3lb/bbl氯化鈣+521lb/bbl四氧化三錳+8lb/bbl纖維類增粘劑?，F(xiàn)場應用效果表明，該鉆井液可解決高溫（204

64、℃）、高壓和高密度（2.2g/cm3）條件下重晶石的沉降問題，能降低大位移井中的當量循環(huán)密度。,5. 無固相油基鉆/完井液,三 國外鉆井液技術新進展,6. 適于深水鉆井的合成基鉆井液,M-I鉆井液公司研制出一種適用于深水鉆井的新型合成基鉆井液，解決了深水鉆井使用合成基鉆井液的問題。在深水中，隔水管的低溫使多數(shù)逆乳化鉆井液的粘度和膠凝強度上升，起下鉆和停止循環(huán)時會誘發(fā)較大的波動壓力，波動壓力常常壓裂地層，導致漏失。新型合成基鉆井液的粘

65、度和膠凝強度性能，以及其良好的環(huán)保性能使這種鉆井液成為深水鉆井理想的鉆井液。,哈里伯頓白勞德鉆井液公司配制出的Accolade鉆井液體系，克服了褐煤和有機膨潤土等標準添加劑在深水鉆井中的冷水高粘度問題。Accolade鉆井液體系適宜的工作溫度范圍為4℃～176℃，其流變性能對粘度和當量循環(huán)密度提供良好的控制，與常規(guī)合成鉆井液體系相比，在起下鉆、下套管、固井和恢復循環(huán)等作業(yè)中鉆井液損失明顯降低。使用Accolade，井場鉆井液維護所需泥漿

66、材料減少近40%。美國墨西哥灣50多口井應用Accolade，2002年的11口井中平均每口井節(jié)約50萬美元。墨西哥灣深水作業(yè)總鉆井液損失減少80%，節(jié)約資金130萬美元。,7. Accolade合成基鉆井液體系,三 國外鉆井液技術新進展,二、防漏堵漏技術,（一）用于嚴重漏失的堵漏塞,M-I公司研發(fā)了一種FORM-A-SQUEEZE堵漏塞，可用于解決各種裂縫、孔洞地層漏失及井噴事故，其配制的高濾失/高固相泥漿經(jīng)過漏層時，液相擠壓泥漿

67、而快速形成泥餅封堵漏層，抗溫可達232℃且環(huán)境友好，封堵效果不受速凝劑、緩凝劑、溫度及時間的影響。,M-I公司開發(fā)的FORM-A-SQUEEZE堵漏塞示意圖,三 國外鉆井液技術新進展,哈利伯頓白勞德公司研發(fā)了一種能夠治愈嚴重或完全泥漿漏失、層間竄流及井噴的堵漏劑FlexPlug®，其封堵作用通過堵漏劑與泥漿之間的化學反應而實現(xiàn)，該反應迅速且節(jié)省鉆進時間，不需要起下鉆，在鉆頭下與泥漿混合后能夠很快形成堵漏塞，產(chǎn)生封堵效果。,

68、哈利伯頓白勞德公司的堵漏劑FlexPlug®嚴重漏失層示意圖,三 國外鉆井液技術新進展,貝克休斯鉆井液公司研發(fā)了一種剛性凝膠橋塞X-LINK，其為交聯(lián)型聚合物和橋堵劑的混合物，在泵入井下后可形成非常結實、雙向交聯(lián)的剛性膠質塞，可適用于膠結性差的砂礫巖及破碎裂縫發(fā)育的灰?guī)r等地層發(fā)生的嚴重井漏。該產(chǎn)品無毒環(huán)保，能依據(jù)溫度用緩凝劑和速凝劑控制交聯(lián)速率和時間，不需起鉆換鉆具組合，可直接通過MWD工具而不影響其工作，且形成的膠質塞很