中原石油工程：“神秘配方”讓鉆井液高溫不“罷工”

　　近日，在中原石油工程公司鉆井工程技術研究院油田化學研究所實驗室內，該院鉆井液工藝專家蘇雪霞正帶領技術人員，對新研發的多功能長效聚合物處理劑的降濾失、抗溫、抗壓等性能進行測試。蘇雪霞手持一袋米白色小顆粒狀樣品介紹道：“只需在鉆井液里加入一定比例的這種‘神秘配方’，就能讓鉆井液在220℃的高溫下依然保持穩定的流動性。”

　　歷時2年，由該院自主研制的一種基于“懸掛基團”概念的多功能長效聚合物處理劑取得突破性進展。實驗數據顯示，該處理劑在高溫、高鹽、高密度等極端條件下表現優異，不僅降低了鉆井液濾失量，還提升了鉆井液的穩定性和抗污染能力，為深井、超深井及頁巖氣水平井的高效開發提供強有力的技術支撐。該項成果在第二十一屆全國鉆井液完井液技術交流研討會上獲一等獎。

　　讓鉆井液“能屈能伸”

　　傳統鉆井液處理劑的工作原理類似于“洗潔精去油污”——通過帶電分子吸附鉆屑顆粒，為其包裹一層“滑溜的外衣”，從而便于泥漿泵將巖屑沖出井筒。然而隨著油氣勘探開發逐漸向深井、超深井以及非常規油氣領域邁進，地質條件更加復雜，傳統鉆井液處理劑在高溫高剪切條件下易出現分子量降低、基團變異等問題，導致功能失效，維護成本高昂。此外，傳統處理劑在低溫下黏度過高、高溫下黏度過低，且難以兼顧流變性與濾失量控制，嚴重制約了鉆井效率。

　　針對這些問題，中國石化集團公司原高級專家王中華突破傳統處理劑的作用機理，提出“懸掛基團”概念，在分子設計中引入“懸掛基團”，將傳統處理劑以吸附基和水化基發揮作用的機理，轉化為基于懸掛基和水化基的作用機理。

　　科研人員用“懸掛基團”替代傳統結構，就像給分子裝上了靈活的“機械臂”：鉆井液流動時，這些“手臂”收起來降低阻力；靜止時又伸出來手拉手，形成穩固的網絡托住鉆屑。這既保證了施工時所需的流動性，又能在停工時維持鉆井液的穩定性。“該處理劑可以解決傳統吸附基團高溫下基團脫附造成的處理劑失效的核心問題。”王中華總結說。

　　實現“一劑頂多劑”

　　實驗室數據顯示，新型處理劑能耐220℃高溫，在飽和鹽水中浸泡后性能依然穩定。更值得一提的是，它集增黏、提切、降低中壓濾失量、高溫高壓濾失量等多項功能于一身。“過去需要十幾種處理劑才能解決的問題，現在兩三種就能搞定。”蘇雪霞形象地比喻道，“就像以前出門要帶錢包、鑰匙包、卡包，現在一個手機全解決了。”

　　這款新型處理劑效果出眾，能把原本需10余種搭配使用的鉆井液處理劑縮減至2至3種，總用量減少30%以上。據蘇雪霞介紹，該助劑成本與常見鉆井液聚合物穩定劑相近，性能卻比原本耐高溫性能不錯的材料更加出色；其在高溫高壓條件下控制鉆井液濾失量的能力更優于傳統材料，真正達成了“低成本、多功能”的目標。

　　通過300口井驗證

　　在生產工藝上，科研團隊采用了“反相微懸浮聚合”技術。這種工藝就像制作珍珠奶茶里的“爆爆珠”，讓原料在微小的液滴中反應，全程無廢水廢氣排放，也不需要烘干磨粉，避免了粉塵污染。得到的成品是多孔球形顆粒，溶解速度比傳統粉末快得多，就像泡騰片遇水即化。

　　目前，科研人員已在實驗室模擬的75個系列的近300口井的工況中應用該助劑，實驗效果優于設計指標。

　　王中華表示，科研人員對聚合物處理劑作用機理的深入研究仍在進行中。接下來，科研團隊將進一步優化合成工藝，加速科研成果的轉化，推動該助劑在現場的推廣和應用。