原油进口放量 生物质能源发展潜力待挖掘

 　　中原石油工程公司自主研发的ZY-APD高性能水基钻井液成功应用于现场，填补了中国石化在页岩油气藏水平井水基钻井液应用空白
——“绿色”水基钻井液助力页岩油气开发
[中国石化报2016-07-04]
日前，中国石化首口高性能水基钻井液试验井YS108H8-5井顺利完钻，完钻井深4225米。
“该井采用的是我们自主研发的ZY-APD（烷基糖苷衍生物）高性能水基钻井液体系，现场各项数据指标都不错，这标志着中国石化首口具有自主知识产权的页岩气水平井水基钻井液技术试验成功。”中原石油工程公司油田专家李午辰说。
在页岩油气藏开发中，油基钻井液与传统的水基钻井液相比，具有防塌效果好、抗污染能力强、热稳定性和润滑性良好的特点，是钻探各种复杂地层和高难度井的重要钻井液体系。但是，油基钻井液存在成本较高、使用后钻屑处理周期长、环保压力相对较大等问题。
中原石油工程公司在我国页岩油气藏开发之初就着手研究油基钻井液体系与水基钻井液体系。两年前，该公司钻井工程技术研究院承担了集团公司项目“页岩油气水平井水基钻井液技术研究”。
水基钻井液用于页岩油气藏开发存在局限性
页岩油气藏开发中常采用水平井钻井技术，以便更大程度地穿越油层。在页岩油气藏水平井钻进中，井壁失稳是普遍存在的问题，由此引起或诱发的其他井下复杂情况与井下事故对钻井工程危害极大。尤其对于水敏性强的泥页岩来说，其属于遇水不稳定地层，在钻井液滤液侵入后会出现井壁坍塌、掉块等现象。
也就是说，保持地层稳定，在坍塌周期内能够实现顺利钻完井，是页岩油气藏油气水平井钻井选择钻井液的首要条件。在这个前提下，开发此类油气藏，目前油基钻井液依旧是首选。
然而，国内外并未放弃水基钻井液的研究。国外对高性能水基钻井液的研究已取得积极的研究及应用成果，我国川南地区也尝试较先进的水基钻井液技术，但效果不尽理想。钻进时出现钻具憋停、反复划眼、摩阻大等现象，导致部分井为了保证顺利完井，在后期不得不重新使用油基钻井液。
显而易见，要想把水基钻井液顺利应用于页岩油气藏开发，不仅要解决井壁失稳问题，抑制黏土水化，减少或阻止滤液侵入地层，而且要保证钻井液具有良好的携岩带砂、润滑防卡性能。
开发出环保型关键处理剂
在中原钻井院研究人员心里，虽然解决这些技术问题是前提，但他们也要尽最大可能地实现绿色环保，选用或开发环保型的处理剂。
烷基糖苷，简称APG，由可再生资源天然脂肪醇和葡萄糖合成，是国际公认的首选绿色功能性表面活性剂。20世纪90年代国外曾将其应用于钻井液，但此类钻井液在高温下易发酵，对致密砂岩之外的泥岩及含泥岩地层起不到抑制作用。
基于钻井液所用的APG处理剂的环保特点，该院自主研发出阳离子烷基糖苷、聚醚胺基烷基糖苷等是具有突出抑制作用的APD类特色产品。此类产品能够在钻具、套管表面及井壁岩石上产生强力吸附，形成非常稳定且具有一定强度的润滑膜，并可直接参与泥饼的形成，使泥饼具有较好的润滑性。
形成烷基糖苷衍生物（APD）钻井液体系
为了解决井壁稳定问题，研究人员以自主开发的APD为主剂，协同氯化钾等保证钻井液的强抑制性。同时，他们根据地层孔径分布，级配了粒径在30纳米~10微米之间的4种不同类型的封堵材料，解决了常规水基钻井液只能封堵微米级裂缝，而对页岩油气藏所存在较多纳米级微孔、微裂缝不起作用的问题，保证了钻井液的强封堵性。
APD作为主处理剂保证了钻井液具有良好的润滑性，在此基础上，技术人员又配合使用极压润滑剂EB-LUB，使钻井液的润滑性接近油基钻井液，解决了长水平段钻井的润滑防卡问题。
随着钻井周期的延长，钻井液中的固相含量会逐渐增加，这使得高密度钻井液的流变性和悬浮稳定性控制之间的矛盾更加突出。而APD因具有良好的协同增效性及对重晶石的分散作用，能够满足在降低钻井液黏度的同时又不增加滤失量的要求。
最终，研究人员形成了密度为1.15~2.30克/立方厘米，抗温达150摄氏度的APD钻井液配方。
现场应用与邻井相比施工顺利，成本降低15%~20%
YS108H8-5井是中国石油浙江分公司部署在川南黄金坝区块的一口三维定向页岩油气藏水