化学成膜材料：油气开发显“魔力”

本文摘要：钻井工程是油气勘探与研发的最重要手段，占到了我国勘探研发总成本的一半。钻井过程中因井壁塌陷，阻塞油路，每年导致的损失难以置信，沦为制约油气勘探研发的主要技术瓶颈之一。中国石油集团钻井工程技术研究院、长江大学、中国石油大学（北京）、西南石油大学与7个油田构成的产学研项目组几经十余年持续研制成功，研发出有新型化学成膜材料，在一体化平稳井壁与维护油气储层中展现“魔力”。3年来,这种新型钻井液已在新疆、辽河、吉林、大港等油田获得广泛应用。

钻井工程是油气勘探与研发的最重要手段，占到了我国勘探研发总成本的一半。钻井过程中因井壁塌陷，阻塞油路，每年导致的损失难以置信，沦为制约油气勘探研发的主要技术瓶颈之一。中国石油集团钻井工程技术研究院、长江大学、中国石油大学（北京）、西南石油大学与7个油田构成的产学研项目组几经十余年持续研制成功，研发出有新型化学成膜材料，在一体化平稳井壁与维护油气储层中展现“魔力”。3年来,这种新型钻井液已在新疆、辽河、吉林、大港等油田获得广泛应用。

新型化学固壁技术有效地延长了钻井周期，提升了机械钻速。使用“双膜”协同堵住维护储层技术，大幅度提高多个油田油井产量，其战略意义不言而喻。据不几乎统计资料，2006~2008年，该技术推广应用6621口井，产生必要经济效益约59.8亿元，在简单地层钻井效果更为明显，全面提高了我国钻井液和储层维护技术在国内外市场的核心竞争力，对于提升油气井单井产量与减少吨油成本、维护油气资源具备*最重要的意义。

目前该项目研发的高端仪器及精细化工产品已构成产业集群，社会效益明显。井壁失稳和储层伤害仍然是石油勘探研发过程中的国际性技术难题，以往因地质结构复杂和技术比较领先，我国每年因井壁失稳（还包括井溢）导致的必要经济损失估计约22亿元，间接损失堪称极大。此外，我国石油勘探研发过程中80％的钻井不存在相当严重的储层伤害，油气井产量伤害约20%～30%，储层污染相当严重。

据项目科研人员讲解，钻井液中的水分转入井壁地层和油气储层是导致井壁失稳和储层污染的主要原因。井壁失稳主要展现出为水分转入井壁地层，引发井壁塌陷，储油层遇水则不会阻塞油路，导致储层污染、采煤量减少。要想要平稳井壁和维护储层，必需有效地制止液相转入地层。目前国内外主要使用物理堵住方法制止水转入地层。

但由于地况简单，使用物理堵住无法有针对性地制止液体转入地层孔隙和微裂缝，具备显著的局限性。据介绍，井壁岩石表面不存在半透膜特性，但是目前国际上没成熟期的涉及理论，更加没设施产品构建工业化应用于。项目组大胆明确提出使用化学方法提升井壁岩石成膜效率，同时在油气储层中构成隔绝膜，通过调节膜两边的渗透压力差，使地层水从地层向井筒流动，有效地制止液相及固相转入井壁岩层和油气储层，从而超过平稳井壁和维护储层的双重目的。

经过多年探寻希望，科研人员融合分子结构理论，研制出两种新型成膜有机材料。其中有机硅酸盐材料能明显提高泥页岩膜效率，有机胺改性天然纤维聚合物材料能很快在储层井壁上构成无孔隔绝膜。将这两种新材料重新加入钻井液中，通过材料的协同增效起到，构成水基钻井液“双膜”新技术，成膜堵住效果显著。　这种国际首创的成膜化学固壁和储层维护新技术，标志着我国平稳井壁和储层维护技术构建了从物理堵住方法向物理化学堵住方法的根本性改变，能有效地的制止固相和液相转入地层，基本上解决问题了简单条件下钻井不易再次发生的井壁塌陷、漏失、卡钻和储层伤害等技术难题。

该成果已获得国家发明专利许可2项、实用新型专利7项，出版发行著作7部，公开发表论文367篇，构成国家石油天然气行业标准1项，企业标准7项，2008年荣获中国石油和化学工业协会科技进步一等奖。随着石油钻井工程向加深、更加慢、更加经济、更加洗手、更加安全性的方向发展，对钻井液也明确提出了更高拒绝，该技术还有辽阔的发展空间。近3年来，使用新型钻井液技术的钻井占到3年钻井总数的7.5%，目前该技术正在向国外油田简单地层推展。

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