干热岩耐高温钻井液的研究进展与发展趋势

在如今传统能源储量日益减少的趋势下,干热岩这类新型地热资源的开发显得尤为重要,而干热岩钻井由于其井下的超高温环境,对传统钻井液系统提出了非常严格的要求.传统钻井液在高温作用下滤失量大大增加,钻井液开始增稠,普通的辅助添加剂往往不能发挥出功效.常用的以"三磺材料"为核心的钻井液虽然具有令人满意的耐温效果,但因其含有大量有毒物质,污染程度十分严重,需要开发新的环保型耐高温钻井液体系.国外干热岩项目早于国内30余年,拥有很多重要的耐高温钻井液经验与技术;作为刚起步的国内干热岩研究,也有着青海"共和盆地恰不恰干热岩"这样十分重要的项目工程.本文首先介绍了当前干热岩钻井概况以及对钻井液的性能要求,并结合国内外学者对耐高温钻井液与环保钻井液的研究进展,了解其配方组分与设计思路,结合干热岩特点探讨干热岩耐高温钻井液发展趋势,旨在为干热岩钻井液技术研究提供支持.     

革新钻井液技术以促进干热岩产业化开发

我国干热岩资源丰富,利用系数高,可为电力提供稳定基础荷载,被认为是能够担负起能源革命重任的可再生清洁能源,其规模开发对我国实现“碳达峰和碳中和”具有重要意义。然而,经历近半个世纪,目前世界范围内仅有少量利用EGS技术开发的干热岩示范项目有微量发电,实现产业化目标尚有许多技术瓶颈。通过研究EGS开发过程和钻井液技术,笔者提出：EGS钻井过程中存在钻井液漏失。因此,钻井液组分自身、钻井液与岩屑或井壁岩石、钻井液与热储裂缝表面岩石,在高温高压下会发生各种理化反应,生成新的物质。这些新的物质可能会沉淀在井壁和裂缝表面,甚至可能与井壁或裂缝表面岩石固结成一体,降低裂缝的有效空间,甚至封堵裂缝,且难以清除,使热储导流能力极大降低,难以达到发电要求的流量。因此,革新钻井液技术理念,研究EGS高温高压环境下钻井液组分和岩屑与温压之间的相互关系及其对钻井液性能的影响,利用先进的计算机数据统计、分析和计算技术,对钻井液性能、钻井液在井筒的流动特性以及钻井液与热储岩石的配伍性进行精准预测和控制,避免或减少钻井液漏失以及钻井液在热储环境下与岩石的反应,消除钻井液对热储伤害,提高渗透率,可能是干热岩产业化的技术突破。     

钻井液用生物可降解润滑剂进展研究

钻井液中添加润滑剂可以降低钻柱和井壁之间产生的摩阻和扭矩,性能优良的润滑剂可以在井下极端的高温和高压条件下增加钻柱和井壁表面触点的润滑性能。生物可降解润滑剂具有高润滑性、宽粘度范围、低倾点、高闪点、高热稳定性和可生物降解性等优点。生物可降解润滑剂的使用将会使钻井速度进一步得到提升,并降低整体钻井运营成本。在目前诸多生物可降解润滑剂中,植物油基的多元醇酯具有最佳的应用前景。     

干热岩储层裂隙准确识别关键技术探讨

干热岩资源是一种储量巨大的可再生清洁能源,干热岩的开发需通过深井将高压水注入深部岩层,使其渗透进入岩层的缝隙并吸收地热能量。裂隙网络作为流体的运移通道,在干热岩热能的开采与利用方面至关重要。储层裂隙因其分布的高度非均质性、控制和影响因素的多样性等,研究工作存在难点。本文在采用物探技术和地震探测进行靶区圈定和钻孔定位、钻井过程中进行裂隙垂向精准定位、综合测井判断热储层位置以及热储质量评价、微地震判别压裂过程中的裂缝空间展布等方面,系统总结分析干热岩储层裂隙准确识别的关键技术,对提高干热岩的开采和利用效率具有指导意义。     

国内外钻井液技术进展及对钻井液的有关认识

在当前油田勘探开发技术不断进步的前提下,钻井施工作业过程中,对钻井液提出了更高的要求。目前国外大型钻井作业公司在水基防塌钻井液体系的研发方面已经具备了较高水平,而且最新研发出的合成钻井液以及乳化钻井液体系表现出了良好的环保性能。我国虽然在生产实践中大量借鉴国外新技术,也研究出了聚合醇钻井液、甲基葡萄糖苷钻井液、硅酸盐钻井液等一些新钻井液体系,但是从整体技术水平来看,与国外仍然存在着一些差距。因此我国必须要进一步加大对钻井液体系的研究力度,这样才能逐步缩小与国外先进技术之间的差距。     

水基钻井液用膨润土加工与应用技术进展

膨润土是钻井液的主要原料,本文对比分析了API标准和国家标准对钻井液用膨润土分类标准,概述了钻井液用膨润土的最新加工技术,提出了今后钻井泥浆用膨润土的发展建议。     

页岩气钻井液技术进展

随着经济的发展,国内页岩气开采规模逐年扩大。如何在保证钻井施工顺利进行的同时,降低环境污染和开采成本,成为钻井液领域研究的重点。为此,调研了近年来国内外页岩气钻井液的技术进展,以期为国内页岩气的高效开发提供参考。     

高温海水钻井液现状及关键技术研究

在重点介绍国内外抗高温海水钻井液处理剂及钻井液体系的研究与应用情况的基础上,提出了几点针对高温海水钻井液未来研究方向的建议,抗200℃以上抗盐关键处理剂(如抗盐降滤失剂、增粘剂、防塌抑制剂、润滑剂等)、海水体系、检测仪器、高温环保等是超高温海水钻井液技术研究的方向。     

高性能水基钻井液技术特点及应用进展

高性能水基钻井液(又称胺基钻井液)近年来得到国内外相关机构的广泛研究和关注。高性能水基钻井液具有良好的抑制性、流变性和润滑性,已被广泛应用于各种特殊工艺井。其成本远低于油基钻井液,且无毒环保,有良好的应用前景。介绍了高性能水基钻井液的技术特点和应用进展。     

钻探工程废弃钻井液处理技术及进展

介绍了国内外废钻井液处理方法的发展现状,研究了废弃钻井液对环境的危害和影响,阐述了坑内填埋、固液分离法、固化处理、循环使用以及几种特殊的钻井液处理技术。在此基础上,提出了一些建议,如开发新型环保钻井液和钻井液添加剂;加强固控,减少废钻井液的排放;综合开发利用如微生物法等新技术等,为其他类似区域钻井工程的环境保护提供参考。     

环保钻井液技术进展研究

在钻井施工过程会产生大量的废弃钻屑和钻井液。常规钻井液中含有的聚合物、重金属等有毒有害物质会对环境产生严重的影响。随着经济的高速发展,我国对环保问题的重视程度越来越高。介绍了国内外研究和应用较为成熟的糖苷钻井液、合成基钻井液、高性能钻井液和盐水钻井液。以期为环保钻井液未来的发展提供参考。     

页岩气钻井液技术进展研究

随着国内对页岩气资源开发的逐步加快,相应的钻井作业越来越多,地形和井型趋于复杂,对钻井液的要求也越来越高。美国、加拿大、澳大利亚等欧美发达国家已经实现了页岩气的高效开采,相应的钻井液技术也趋于成熟。由于页岩的特殊性,要求钻井液在抑制性、润滑性、防塌封堵性等方面具有更优异的性能。分析了页岩气钻井液的技术特点,调研了近几年现场应用的油基钻井液、水基钻井液和纳米封堵钻井液的应用和进展情况,以期为国内页岩钻井液技术的发展提供参考。     

高性能钻井液技术进展研究

深井、超深井、非常规油气开采已经逐步成为勘探开发的重点.而油基钻井液因为受到成本和环保因素的影响开始逐渐被水基钻井液替代.为了更好地替代油基钻井液,国内外均开展了高性能水基钻井液的相关研究,其综合性能也已经逐步接近油基钻井液.介绍了国外高性能水基钻井液的相关研究进展和未来发展趋势.     

废弃钻井液处理技术进展

作者概述了废弃钻井液的环境危害,介绍了国内外油基及水基废弃钻井液技术、油基及水基钻井液不落地处理技术、岩屑综合利用的发展现状,认为目前我国钻井废弃物的环保处理总体技术水平不高,需要加强相关技术设备研发,同时控制废弃钻井液产生源头,并加强钻井工程管理措施。     

页岩气钻井液技术进展研究

页岩气具有储量大、开发难度大的特点。页岩气的商业开发已经在美国、英国和中国等多个国家实现。已有的研究结果表明:页岩地层粘土矿物含量高、裂缝微裂缝发育、容易发生垮塌等事故。力学因素、化学因素和工程因素等多因素的共同作用导致了页岩地层开发难度大、成本高。钻井液性能的好坏直接关系着钻井施工的成败。通过讨论不同类型钻井液的特点,以期提高对页岩地层施工的成功率。     

钻井液用膨润土研制

对吉林四平刘房子膨润土进行了品质分析，并对其在钻井液用膨润封 应用进行了开发利用研究，产品达到和超过了国家标准SY／T5060－93一级土指标。     

耐高温(230℃)饱和盐水钻井液技术研究

我国未来深部大陆科学钻探计划深度为13000 m,温度梯度按3.0℃/100 m计算,井底温度将达到390℃以上,钻井液将面临超高温高压环境,钻井液技术将面临严峻考验。为此,开展了超高温钻井液的预研究,利用抗盐粘土、抗高温降滤失剂、抗高温解絮凝剂、抗高温保护剂等,研制了可用于230℃高温环境的饱和盐水钻井液配方。室内评价试验表明,用该配方配制的耐高温钻井液经230℃、16 h高温滚动老化后,具有良好的流动性能,高温高压失水量(210℃、3.45 MPa)35 mL/30 min。     

高性能水基钻井液技术进展研究

随着国内油气资源需求的快速增长及中浅层油气资源的日趋枯竭,致密油、致密气等非常规油气资源勘探开发已成为油气资源可持续发展的重要发展方向。大庆油田致密油储量丰富,分布范围广,但油藏地质条件复杂,岩性多变,钻井过程中易发生井壁剥落、垮塌、缩径等问题,且摩阻及携岩问题也非常突出。通过调研国内外高性能水基钻井液的研究进展及应用情况,为开发性能更为优异的高性能水基钻井液体系提供参考。     

废弃钻井液处理技术进展研究

随着国家对环境保护要求的不断提高,钻井过程中的环保问题成为关注的热点。对近年来国内外废弃钻井液的处理方法进行了调研。探讨了废弃钻井液的处理办法和发展方向,以期为相关从业者提供参考。     

油基钻井液技术进展研究

油基钻井液存在成本高、污染环境的缺点,使其应用受到限制。但其优异的润滑性、抗温性和稳定井壁能力,使其在开采深井、超深井、大位移井、长水平段水平井及页岩气井等特殊工艺井中仍是首选。随着近年来国内复杂井、页岩气井的不断增多,如何在利用油基钻井液优点的同时,进一步降低成本、减小污染,扩大其应用范围,成为国内科研工作者关注的重点。