[00952479]页岩气开发钻井关键流体技术

该项目属于能源领域钻井工程。页岩气是一种环保绿色能源，其开发是国家战略性布局，据估算中国页岩气储量36.1亿立方米，居世界第一。中国页岩气开发主要集中在重庆涪陵、四川威远-长宁、昭通。页岩气赋存于脆性易裂页片状岩石中，其片层胶结差、基质致密、渗透率极低，无法采用常规油气开发技术，国际上通常采用水平井分段压裂方法进行开发。页岩水平段钻井摩阻较大、易产生钻屑床及地层垮塌、井眼缩径等现象，因此，要实现长水平井安全高效钻井，需使用油基钻井液，而要满足长水平段多段压裂的要求则需要在高效清除井壁和管柱油膜和泥饼的情况下，使用高韧性，良好流变性，小滤失和无自由液并具有高顶底温差强度和较好胶结质量的固井技术。该项目依托中石化江汉石油工程有限公司的科研项目，针对页岩气开发过程中的钻井液、前置液、固井水泥浆、固井工艺等关键技术进行了研究，并研发了适合页岩气开发钻井液及固井技术，有效地解决了超大位移水平井在钻井、固井及完井作业中所面临的技术难题，取得的主要创新成果如下：1、提出并研发了超低乳化剂加量、超低滤失量、具有弱凝胶性质、高稳定性、高破乳电压、高固相容量的油基钻井液体系，并成功的大规模应用于中国第一个页岩气田中石化涪陵页岩气开发长水平段作业中；2、提出并研发了具有高密度、低粘度、高沉降稳定性、可实现紊流顶替的全相容前置液体系，该体系对油基泥浆泥饼清洗率达到90%以上；3、采用纳米活性二氧化硅悬浮液、新型稳定高效膨胀剂与胶乳共同作为防窜剂，开发了适合于页岩气开发的固井水泥浆体系，低温稠化转化时间小于5min，固井质量优质率90%以上；4、在固井工艺设计上创新性的提出了大容量前置液紊流顶替和加密扶正器技术方案。该项目成果形成的三大系列共计21种产品在中石化建页、涪陵大安寨、涪陵焦石坝页岩气国家示范区104口井得到应用，经济产值5.79亿元，形成的页岩气开发钻井流体模式对页岩气开发具有指导意义。