石油圈
近年来，页岩气的开发在国内外得到了普遍关注。钻井液技术是页岩气水平井钻井的关键技术之一。中国页岩气高性能水基钻井液技术也取得了较大突破，但与国外相比仍有差距。
4 国内页岩气水基钻井液研究概况
国内常规水平井水基钻井液体系较成熟并成功实践，但页岩地层由于微裂缝发育和具有层理性、易水化的特点，因此，常规水平井水基钻井液技术对于页岩气长水平段水平井具有局限性。
2011年4月，中石油首先在位于四川盆地威远构造的威201-H1井中完成了2823m的垂直钻井以后再水平钻井1079m，从而完成了国内第一口页岩气水平井。目前国内已完钻数百口页岩气井，但绝大部分均是应用油基钻井液进行钻井作业，水基钻井液在长段水平井钻井中鲜有报道。
2013年，中石化何振奎报道了一种用于泌页2HF井的强抑制强封堵水基钻井液。作者采用多种聚合物复配，并引入抑制性强的聚胺抑制剂提高了钻井液的抑制性，采用膏状沥青、粉状沥青和速分散高纯度沥青复配，增加了体系的封堵能力，并成功应用于泌页2HF井定向段钻井，但该井段并不是长水平段水平井。
张衍喜等研究了一种适应于页岩油气大段泥页岩的水基钻井液体系，该体系以聚合物、有机胺等具有强抑制性的处理剂为主，以纳米乳液、聚合醇、铝胺聚合物、沥青类产品为强封堵性处理剂为辅，加入高效润滑剂，形成铝胺聚合物润滑防塌体系。但该体系只是针对定向段钻井的探索，并不是针对长水平段水平井。
张军等针对川西须五段页岩微裂缝发育、造斜及水平段长、易水化膨胀坍塌的特点，在仿油基钻井液的基础上，引入国外的抑制剂、封堵剂、降滤失剂等多种高效处理剂，形成了高性能水基钻井液体系，在新页HF-1井进行现场应用，表现出了良好的封堵性、润滑性和流变性能。可以看出，该配方的关键处理剂均采用国外产品，且新页HF-1井水平段不到500m。
2014年，胜利钻井院技术人员研制的多硅基强封堵水基钻井液技术在页岩油气藏水平井东平1井三开段进行成功应用，完钻井深为3427m，连续钻遇炭质泥页岩为625m。该体系具有流变性稳定、井壁封固能力强、润滑性好、强抑制、环境友好等特点；但该体系钻进的页岩水平段不足千米。
2015年，中国石油集团针对页岩垮塌和摩阻大等问题，成功开发出CQH-M1和DRHPW-1两套页岩气水基钻井液体系，并在四川长宁-威远区块和昭通区块成功应用数口页岩气水平井，水平段均在1500m以上，这是国内页岩气长井段水平井首次使用高性能水基钻井液技术作业成功，实现了国内零的突破。
CQH-M1高性能水基钻井液体系具有无土相、高效封堵、复合抑制等特点，已开展9井次现场试验应用，该体系在威远区块的应用井深达5250m、井温最高达130℃、穿越页岩进尺最长达2238m；在长宁区块，创造了水平段穿越页岩进尺、钻井液浸泡时间等多项纪录。
中石油钻井工程技术研究院研制的DRHPW-1高性能水基钻井液体系具有强抑制、封堵、润滑性和热稳定性，基本配方为：1%~2%膨润土浆+0.2%~1%流型调节剂+2%~4%降滤失剂+2%~3%成膜降滤失剂+2%~4%微/纳米封堵剂+2%~5%抑制剂+3%~5%复合无机盐+2%~5%高效液体润滑剂+1%~2%复合固体润滑剂+0.2%~0.5%分散剂+重晶石。在室内同等实验条件下与国外高性能水基体系、长宁H4平台现场用油基钻井液体系进行对比。
可以看出，DRHPW-1与国外公司的高性能水基钻井液相比，流变性均比较稳定，但降滤失效果最优；DRHPW-1的各性能指标与现场用油基钻井液相当，高温高压滤失量稍高，但能够满足页岩气水平井水基钻井液现场施工的设计要求。
DRHPW-1技术在昭通区块YS108H4-2井首次应用即创造这个地区钻井周期37.17d新纪录，固井优质率达100%，井径扩大率仅为5.71%，现场应用性能见表6。DRHPW-1体系在昭通区块另一页岩气水平井进行全井应用，水平段长达1670m，钻井液浸泡40余天，起下钻顺利实施、下套管作业等突出效果。
中国石油页岩气水平井高性能水基钻井液的成功应用，为解决页岩气开发普遍采用的油基钻井液成本高、对环境不友好及影响开发效益的技术难题提供了一种新的技术途径，该技术通过进一步完善配套，将成为页岩气开发中油基钻井液的有效替代技术，可满足页岩气开发的环保要求，提高页岩气开发的整体效益。
5 发展趋势
随着全球范围内环保法的制定和环保意识的增强，页岩气工业化勘探开发环保压力增大，高性能水基钻井液就是为了满足环保要求应运而生的一种能够代替油基钻井液的环保钻井液体系。
总结页岩气高性能水基钻井液近些年的研究与发展现状，笔者认为，页岩气高性能水基钻井液要获得更大的经济、环境和社会效益，未来需要重点加强以下几方面的研究：①研制微纳米尺寸封堵剂、表面水化抑制剂和高效润滑剂，以满足页岩气水平井的作业需求；②从源头出发，研制新型无毒、环保处理剂，以满足环境保护需求；③使用来源丰富、价格低廉的天然材料，改进工艺并进一步降低钻井液成本；④研制新型纳米处理剂，促进钻井液技术的快速发展；⑤加强页岩气水基钻井液和地层间的适用性研究，提高钻井液的综合性能，以满足不同地层的钻井需求；⑥加强室内研究和现场应用的结合，根据生产实际反馈的意见进一步提高和完善页岩气高性能水基钻井液的研制工作。
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