“钻井血液”的一次革命 川西钻探公司攻克集团公司重大技术难题 钻井提速催生新的钻井液体系诞生
随着钻井技术日新月异的迅猛发展,各油田在大力推广应用气体钻井、欠平衡钻井、水平钻井、螺杆带PDC钻头钻井等新技术新工艺之时，原有的钻井液体系已不能完全满足钻井的需要，因此必需催生新的钻井液体系，必然产生“钻井血液”的一次革命。
无法解决的问题浮出水面
在川渝地区，常规钻井液体系无法解决的问题浮出了水面，这些新的“拦路虎”迫使广大科技工作者进行新的探索。面临的问题主要表现在以下几个方面：
问题一、气体钻井结束替入常规的聚钾、聚磺等水基钻井液后普遍存在井壁失稳的严重技术问题，多口井因井壁失稳出现了长时间大段划眼，有的井划眼超过10天，电测资料显示部分井井径扩大超过一倍，这一现状抵消了气体钻井带来的提速成果。
问题二、四川地区沉积岩地层巨厚，尤其是泥页岩、砂岩地层段长、埋藏较深。实钻资料表明，以往的钻井过程中，因使用水基钻井液体系导致了普遍性的井眼失稳问题，在解决手段上常常采用提高钻井液密度的方法来克服，但使用过高的钻井液密度却带来了机械钻速低、钻井周期长、井下复杂事故多等难题。
问题三、根据西南油气田公司产能建设的需要，逐渐增大了水平井、工艺井、欠平衡井的数量，钻井难度越来越大，现有的水基钻井液体系已经不能完全满足钻井生产发展的需要。
问题四、随着川西地区勘探开发的深入，低压油气层的钻探井越来越多，这些低压产层的钻探必须更加注重对油气层的保护。
“三低”水基钻井液攻克难关
为解决上述问题，川西钻探公司一批科技工作者，在川局有关领导的督导参与下，于2006年4月开始进行研究。他们从分析气体钻井和替浆过后的井壁物性特点、产生井壁垮塌的原因入手，大胆创新，潜心研究，首先提出了解决气体钻井结束替入常规的聚钾、聚磺等常规水基钻井液后普遍存在井壁失稳的严重技术问题的技术思路：即将润湿反转防塌技术——低渗透防塌技术——低活度防塌技术三者有机集成在一套钻井液体系中，形成具有“低润湿反转角、低渗透、低活度”特点的“三低”水基钻井液防塌技术，并在室内对获得的“三低”水基钻井液成果配方进行了定量的防塌效果评价。研究与现场试验表明，“三低”水基钻井液能够很好解决气体钻井结束替入水基钻井液后出现的井壁失稳难题。它能在30分钟内使泥页岩地层发生明显润湿反转和惰性化反应；在180分钟内能彻底密封裂缝，并在泥页岩表面形成致密疏水涂层。无论是在短期防塌，还是在长效防塌方面都具有显著的效果，适合在川渝地区气体钻井后推广应用。
实钻显示所钻的位于四川境内某重点工程的11井、10井、7井三口井，都分别在不同的井段使用了空气钻井或氮气钻井，获得了很高的机械钻速，钻井深度最高达到4000米左右，层位主要是遂宁组、沙溪庙组、自流井组、须家河组。岩性主要为大段泥页岩及砂岩地层。气体钻井结束一次性替入“三低”水基钻井液后，循环洗井数小时起下钻都很顺利并迅速恢复钻进，没有出现井壁失稳问题。
值得一提的是，重点工程11井空气钻井至1825米空井电测井径，平均井径扩大率9.1%，空气钻井至2156米替入“三低”水基压井液后，循环8小时起钻又电测井径，平均井径扩大率为7.6%。电测结果显示，“三低”水基钻井液对井壁有明显的修复功能。
实践表明 ：“三低”水基钻井液体系是现代最新防塌技术与传统防塌技术相结合的产物，能够很好地解决气体钻井结束替入水基钻井液后出现的井壁失稳难题，是水基钻井液中的理想品种。 “三低”水基钻井液极强的防塌性能拓展了它的使用范围。可以预期，无论是在欠平衡钻井中，还是在水平井钻井中，它都能出色地满足钻井工程的需要。
这种新型钻井液体系的研发及成功应用，标志着集团公司《如何解决气体钻井结束替入水基钻井液后井壁失稳问题》这一重大技术难题，被四川油气田的科技工作者胜利攻克。
“利器”硬胶极压型油包水乳化钻井液
面对上述问题，研发一套密度可调性强、不易发生水敏性垮塌、水平井、欠平衡井能普遍使用的油包水乳化钻井液体系迫在眉睫。
要研发这种钻井液，首先必须克服降低油水比、阻燃剂选择、密度调整、抗温与抗污染和安全五大难题。根据这些难点，科技工作者从硬胶极压型油包水乳化钻井液的基本组成入手，然后对其材料、配方、评价、配制、维护工艺、安全评价及保障等进行了反复研究。经过不懈努力，在不到一年的时间内，一种新的“利器”——硬胶极压型油包水乳化的钻井液诞生了。
实验表明：这种钻井液乳化性能极佳，稳定性好；密度在0.88～0.95g/cm3容易调整；具有较强抗石膏、抗盐和抗泥页岩污染能力；极强的防塌、润滑防卡能力；安全性高；是一套优良的欠平衡、水平段用钻井液体系。
目前已成功使用硬胶极压型油包水乳化钻井液完钻的水平井有塔15-H1井、塔15-H2井、塔15-H3井、广安002-H9井。 正在使用硬胶极压型油包水乳化钻井液的井有出江1井。
实钻表明这种钻井液具有五大特点：钻井液密度在0.88～0.95g/cm3范围内容易调整；能够充分确保井下安全，防塌、润滑、防卡能力强；加入一定量阻燃剂后，显著的改善了安全性能、风险小；体系可重复使用，能降低单井钻井液成本；由于滤液活度低，不会引起产层段粘土矿物膨胀，滤饼易返排清除，油气层保护效果好。
不仅如此，高密度油基钻井解卡液、“三强”钻井液体系技术、无害化钻井液技术等等的成熟应用，为实现钻井大提速起到了保驾护航的作用。
川油人在“守望”钻井液体系历史积淀的基础上创造了新的历史，实现了“钻井血液”的一次革命。