高性能水基钻井液在苏北溱页1-2S05HF井成功应用。 王海波 供图

    □石油工程技术研究院首席专家

    金军斌

    钻井液，堪称石油钻井工程的流动“血液”，更是保障油气勘探开发安全高效推进的核心技术支撑。当前，全球油气勘探开发不断向深层、深水、非常规复杂领域纵深迈进，钻井作业持续面临超高温高压、强水敏地层坍塌、长水平段摩阻偏大、环保管控标准严苛等多重难题，倒逼钻井液技术加快迭代更新。立足国家能源安全战略与行业发展大势，加速推进钻井液体系自主创新，突破系列关键技术瓶颈，成为钻井提质增效、赋能深地资源高效开发的必由之路。

    纵观行业发展全局，当前国内钻井液技术正围绕极端工况适配、绿色低碳转型、智能精准调控三大核心方向迭代升级，成为支撑我国深层、非常规油气资源高效勘探开发的核心技术保障。

    随着深地工程持续推进，国内油气勘探开发加速向万米超深层迈进，塔里木、四川等主力盆地8000米以深超深井已成常态化施工井型，多数超深井井底温度突破180摄氏度，重点探井温度超210摄氏度，极端高温高压、复杂破碎地层对钻井液综合性能提出极限要求。传统常规钻井液体系面临高温流变失控、滤失巨增、井壁坍塌、抗盐抗污染能力骤降等难题，无法适配超深层钻探需求。以万米深井深地塔科1井为例，该井完钻井深10910米、井底温度210摄氏度，行业通过攻关超高温稳定水基钻井液体系，有效解决极端工况下多项技术难题，实现井筒安全零复杂事故，印证了高端专用钻井液体系对深地勘探的关键支撑作用，也使得220摄氏度以上超高温钻井液体系成为全行业攻关重点。

    在“双碳”战略引领下，绿色低碳已成为油气工程行业发展主旋律，环保性能成为钻井液研发、准入、应用的硬性指标，行业绿色革新节奏持续加快。近5年行业数据显示，国内环保型钻井液市场应用占比从32%提升至46%，高污染、难降解、固废处置成本高的传统钻井液逐步退出生态敏感区、主力开发区块。川南页岩气区块规模化应用低毒可降解水基绿色钻井液体系成功替代传统油基钻井液，施工成本降低40%以上，机械钻速提升25%，钻井废液可无害化处理，实现安全施工与生态保护双向赋能。胜利石油工程、渤海钻探等企业通过推广可循环钻井液技术，实现完井液资源化重复利用，大幅降低固废排放量，推动钻井液技术向低伤害、低排放、可循环的绿色模式全面转型。

    数字化、智能化技术与石油工程深度融合，彻底颠覆了钻井液经验配方、被动调控的传统模式，构建起分子定向设计、工况动态预判、智能动态调整的全新技术体系，实现从被动处置问题到主动预判风险的跨越。目前，国内多个油田试点应用AI智能配液与实时监测系统，动态调控钻井液流变参数、固相指标，精准匹配地层工况。新疆油田八区应用智能钻井液调控技术配套高效钻井工艺后，钻井综合效率显著提升，单井钻井周期缩短30%以上。

    中国石化紧扣勘探开发一线实际需求，锚定深层、非常规油气钻探痛点难点，笃定走好自主创新发展道路，严格遵循单体-单剂-体系全链条研发逻辑，搭建起自主可控、性能优异的特色钻井液技术体系，为油气增储上产筑牢技术底座。

    技术研发全程坚守需求导向原则，精准对标现场各类技术堵点。围绕超深井高温高压作业、页岩油长水平段井壁失稳、生态敏感区绿色钻探等核心难题，精准划定研发主攻方向，摒弃脱离现场的低效创新，确保各项科研成果落地能用、落地管用，实现科研创新和产业创新的深度融合。技术攻关阶段，严格遵循单体设计、单剂研发、体系集成的递进式研发路径，从源头打破核心技术壁垒。

    依托功能单体分子结构创新，攻克耐高温、抗污染、强抑制类关键单体合成工艺，夯实高性能处理剂研发基础；依托自研核心单体，研制系列化钻井液用处理剂，打破国外技术垄断，实现降滤失剂、抑制剂、润滑剂等关键助剂自主可控；以自研单剂为核心，结合现场重大需求，加强基础前瞻研究、创新体系构建方法，研发了适配各类场景的特色钻井液体系，打造出从源头单体研发到现场体系应用的完整创新链路。

    根据这套成熟研发思路，中国石化多款特色钻井液技术完成研发并实现规模化落地，收到良好的应用成效。针对超深井钻探作业，研发适配240摄氏度工况的超高温高密度水基钻井液体系，解决万米深井高温下流变失控、滤失超标、井壁坍塌等行业共性难题，为深地一号等重点超深井平稳施工保驾护航，接连刷新国内多项深井钻探纪录。

    针对页岩油、煤层气等非常规油气开发，打造强抑制、低摩阻、绿色化高性能水基钻井液体系，有效替代传统油基钻井液，较好解决长水平段井壁稳定、钻进摩阻过大等难题，同时压缩环保处置成本，在苏北、鄂尔多斯等重点区块投入使用后，钻井周期大幅缩减，单井施工成本稳步下降。面向生态敏感区钻探作业，定制化研发绿色环保钻井液配套体系，引入可生物降解处理剂，实现钻井作业无毒无害、废弃钻井液资源化处置的目标，助力绿色勘探开发。目前，集团公司钻井液核心处理剂国产化率超95%，关键核心技术完全自主可控，多项成果达到国际先进水平，实现技术创新与现场应用的深度融合。

    展望行业未来，油气勘探开发的作业环境会更为复杂严苛，对钻井液技术创新提出了更高要求。钻井液竞争早已告别单一处理剂性能比拼的初级阶段，转向体系综合适配性、全周期施工成本、全过程环保合规、智能化应用能力的全方位综合竞争，须聚焦三大重点方向持续发力：一是攻坚极端工况下特殊钻井液技术，突破260摄氏度以上超高温超高压技术瓶颈，支撑特深层油气资源勘探开发；二是升级绿色低碳钻井配套技术，研发全生物基环保钻井液体系，提升废弃钻井液闭环资源化利用效率，助力油气行业绿色低碳转型；三是布局智能钻井液技术研发，融合在线智能监测、AI动态调控技术，打造自适应调整、风险前置预警的智能钻井液体系，助力钻井工程智能化升级。