项目名称复杂结构井特种钻井液及工业化应用项目简介.PDF

项目名称：复杂结构井特种钻井液及工业化应用 项目简介： 本项目属油气井工程领域。 复杂结构井（鱼刺井、多分支井等）是21 世纪国际公认的提高储量动用率 和产量的主要发展方向，美国复杂结构井占其钻井数50 ％以上（占全球约88 ％）， 其产量是直井的3 倍以上。利用复杂结构井高效开采我国 1085 亿吨油气地质资 源，保障国家能源安全意义重大。井壁失稳、恶性漏失、卡钻、储层损害、环境 污染既是复杂结构井的技术瓶颈，又是世界性钻井液技术难题，更是决定复杂结 构井钻井成败的关键。本发明创新性突破了上述技术瓶颈，形成了完全自主知识 产权的技术成果，为安全、高效钻探复杂结构井提供了利器，使我国复杂结构井 的比例逐年指数增长，实现了非常规、难动用油气藏高效开采，有力推动了我国 石油工业科学技术进步。主要发明点如下： 1、发明了复杂结构井钻井液新材料和新体系。揭示了强力胶结岩石有效稳 定井壁、高润滑降摩阻的机理，发明了将特殊化学结构接枝到聚合物链、提高抗 温性的方法和增强岩石颗粒间内聚力防塌新材料、增强金属/金属和金属/岩石间 键合性润滑新材料。以两种复杂结构井钻井液新材料为核心，创建了钻井液新体 系，井塌事故率降低82.6 ％，钻速提高27.7 ％；摩阻和扭矩同国际先进指标相比 分别降低35.3 ％和26.5 ％。 2 、发明了岩心应力变化承压堵漏评价新方法与高磨阻防漏堵漏新材料。揭 示了堵漏材料与地层裂缝壁面吸附、滑脱、压力传递机理，指导建立了基于岩心 承压、破裂、裂缝重新开启和裂缝延伸压力测定的堵漏评价新方法，发明了强吸 附、高磨阻改性环氧聚酯堵漏新材料，与国外先进技术相比，压力分别提高8MPa、 10MPa、5MPa、4MPa 。井漏事故减少80.6%。 3 、发明了双疏和贴膜保护油气层新方法和新材料。创建了油气层气湿性与 成膜保护油气层新理论，建立了反映复杂结构井油气层损害各向异性强、损害程 度大等特征的损害数学模型和分段评价法，指导发明了保护油气层的双疏、贴膜 新方法和新材料。与以前复杂结构井相比，平均日产量提高1.6 倍以上，损害评 价方法入编美国大学教材，成为国际公认方法。 上述发明构成了复杂结构井特种钻井液的有机整体，对推动行业技术进步和 1 钻井主体技术升级换代发挥了重要作用。 共获发明专利 39 件，软件著作权 7 项，中石油技术秘密 10 件；发表论文 259 篇（SCI 和EI 收录73 篇），出版专著9 部；企业标准13 件。获省部级技术 发明一等奖1 项、科技进步一等奖1 项。在国内外6 个国家 11 个油气田规模化 应用。近三年直接经济效益45.14 亿元。专家鉴定认为，整体达到国际先进，仿 生钻井液和润滑防卡技术达到国际领先水平。 客观评价： 1、中国石油和化学工业联合会于2015 年5 月6 日组织有关专家，对本项目 的科技成果进行了技术鉴定。同行院士、专家们一致认为：“该成果是我国复杂 地质条件钻井液关键技术的重大突破，成果应用效果显著，总体达到国际先进水 平，在高性能仿生钻井液新材料、流动性与键合性协同增效润滑防卡等方面达到 国际领先水平” 。 2 、查新结果表明：除本课题组发表的科技文献、专利技术及科技成果外， 国内外未见其它与本项目技术特点相符的中外文献的报道。 3、“油气层损害预测、评价方法” 的理论成果入编美国大学教材。 4 、“井眼强化型仿生钻井液新理论、新方法和新技术”成果被国际著名出版 商“LAMBERT Academic Press”邀请出版专著。 5、根据本发明的双疏性保护油气层理论成果，撰写的《多孔介质油气藏双 疏性理论基础》专著，得到国家出版基金资助。 推广应用情况： 本发明显著提高我国钻井工程技术的核心竞争力，不仅实现技术自给，且通 过国际竞标，进入国际市场，解决了钻井工程中遇到的井塌、高摩阻、井漏、油 气层损害钻井液技术难题，彰显了本原创性成果具有强的先进性和国际竞争力， 受到国际同行的广泛赞誉。 从 2008 年开始，本发明开始在油田现场试验，并逐步完善，截至 2015 年 12 月，规模应用1918 口井，其中绕障井232 口、鱼骨刺多分支井391 口等，有 效解决了复杂结构井钻井过程中遭遇的泥页岩井壁失稳、阻卡卡钻、井漏和油气