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国家级页岩气示范区应用水基钻井液成功
摘要
页岩气是一种新能源，其开发对于我国能源结构调整和环境保护具有重要意义。然而，由于页岩气藏复杂多变的地质特征和高强度水力压裂技术的应用，传统石油钻井液已不能满足需要。本文以国家级页岩气示范区应用水基钻井液成功为例，分析了水基钻井液在页岩气钻井工程中的应用优势和技术难点，探讨了当前国内外水基钻井液的研究现状和发展趋势，并提出了加强水基钻井液技术创新和推广应用的建议。
关键词：页岩气；水基钻井液；技术创新；优势；难点
Abstract
Shalegasisanewenergysource,anditsdevelopmentisofgreatsignificanceforChina'senergystructureadjustmentandenvironmentalprotection.However,duetothecomplexandvariedgeologicalcharacteristicsofshalegasreservoirsandtheapplicationofhigh-intensityhydraulicfracturingtechnology,traditionalpetroleumdrillingfluidscannolongermeettheneeds.Takingthesuccessfulapplicationofwater-baseddrillingfluidsinthenationalshalegasdemonstrationareaasanexample,thispaperanalyzestheadvantagesandtechnicaldifficultiesofwater-baseddrillingfluidsinshalegasdrillingengineering,exploresthecurrentresearchstatusanddevelopmenttrendsofwater-baseddrillingfluidsathomeandabroad,andputsforwardsuggestionsforstrengtheningtechnologicalinnovationandpromotingtheapplicationofwater-baseddrillingfluids.
Keywords:shalegas;water-baseddrillingfluid;technologicalinnovation;advantages;difficulties
1.引言
页岩气是一种挑战性极高的非常规天然气资源，与传统油气储层不同，天然气在页岩中的微观孔隙中分布范围广、分布不均、孔隙度小、渗透率低，而且储层中的天然气是吸附在有机质表面的，需要通过高强度水力压裂技术才能获得可开采性。
在页岩气勘探开发中，钻井作为勘探开发的第一步工序，直接影响到后续建井、压裂和生产作业。传统石油钻井液对于页岩气钻井具有润滑、冷却、减摩、控制井眼稳定等重要作用，但由于其存在环境问题和应用安全隐患，国内外主要钻探企业已经开始向水基钻井液转型。水基钻井液以其环保、安全、适应性强等特点，成为页岩气开发的重要选择之一。
2.国家级页岩气示范区应用水基钻井液成功
目前，国内重点开展页岩气勘探和开发的区域包括四川、重庆、贵州等省市，此外还有较多挖掘潜力的区域，如南方地质大断裂区域等。在这些区域中，应用水基钻井液的页岩气勘探和开发项目已经取得显著成效。
例如，四川省成都市附近的永宁地区是国家级页岩气示范区之一，该区域的页岩气储层比较厚（1000m以上），地质条件复杂，而且已经进行了20年多年的传统石油开发，使得该区域的水基钻井液开发规划比较成熟。2015年，该示范区进行了一次规模较大的水基钻井液应用试验，应用水基钻井液进行4口井的钻探，平均单孔水平段长度1609m，最长单孔水平段长度2166m。试验结果显示，水基钻井液在井眼稳定性控制、渗透率恢复等方面具有独特优势，全段平均井眼稳定性控制效果优于油基钻井液，平均耐温高于150℃，耐硬度高于9Mpa。
3.水基钻井液在页岩气钻井工程中的应用优势
3.1环保性能好
水基钻井液采用水为基础液相，能够有效降低有害物质的含量，避免对土壤和地下水造成污染。
3.2安全性高
水基钻井液不含甲烷和挥发性有机物，避免了石油钻井液引发的火灾和爆炸危险，能够保证施工现场的安全。
3.3适应性强
水基钻井液在温度、压力等条件变化下的表现稳定，能够适应不同地质条件下的需求。
3.4降低成本
水基钻井液的成本低于油基钻井液，因此在钻探成本考虑下，也是页岩气钻井领域的优选。
4.水基钻井液在页岩气钻井工程中存在的技术难点
4.1渗透率恢复
水基钻井液对于页岩层（低渗透