石油圈
作为钻井工程的血液，钻井液一直在不断发展，高温高压、环保、欠平衡等都是目前的热门发展趋势，包括M-I SWACO在内的各大油服公司研发出了一系列高性能钻井液相关技术。
来自 | M-I SWACO等
编译 | Leia
钻井液技术是油气钻井工程中非常重要的一个施工环节，能够在一定程度上确保钻井工程安全、快速、高质地进行。
长期以来，世界各地石油开发都在如火如荼地进行，当前的世界石油开发已经开始进入中后期阶段，浅层石油资源匮乏，使钻井作业的难度及油气井的开发成本都相应的增加，尤其是在深井作业中，对钻井液技术更是提出了更高的标准和更为严格的要求。很多大型石油设备公司都在积极进行新型钻井液技术的研发和传统技术的改进，取得了较为丰硕的成果，引领了21 世纪钻井液技术的发展方向。
RHELIANT PLUS钻井液体系
RHELIANT PLUS钻井液体系具有极强的热稳定性和恒流变特性，在深水钻井作业中，无论地层中的温度如何变化，该体系都能够防止重晶石沉降、降低钻井液当量循环密度。
RHELIANT PLUS钻井液体系的稳定性不受温度和压力影响。在温度高至150℉时，该油基钻井液体系性能都十分稳定，温度低至4℉时性能同样如此。正是因为其恒定的流变性和凝胶结构使得钻井液循环压力允许在较低的ECD（当量循环密度）下进行钻井作业，同时能够在钻井的过程中降低其他风险，避免地层漏失等问题的发生。
RHELIANT PLUS钻井液体系还降低了井眼的应力，抗固体物污染能力更强，并对能够对钻井液当量循环密度进行有效控制，以优化大位移井钻井工艺。该体系稳定的结构易于适应井内由多种成分组成的复杂环境，简化作业工艺。
RHELIANT PLUS钻井液体系能够提高固井质量，即便在凝胶结构胶结性差或高温条件下进行钻井作业时，也能保证高固井质量。同时，新的RHELIANT PLUS钻井液体系也具有恒定的流变性。
应用案例
安哥拉深水项目的负责人为提高钻井液性能，降低作业成本，在尺寸较大的井眼作业时仅使用一种钻井液体系，在进行固井作业前井眼清洁、钻井液处理都需要额外的钻机使用时间。
一个泥浆厂提供了90,000桶新的RHELIANT PLUS钻井液体系。在12-/1/4in井眼和8-1/2in井眼作业中，使用该体系与使用其他钻井液体系相比，能够降低30％-50％的当量循环密度。 RHELIANT PLUS 钻井液体系中的有机土成分的流变性是常规体系的60%，且无沉降现象。
在完钻的第一口井中使用了RHELIANT PLUS 钻井液体系，显著降低70-85的流变性，同时保证井眼清洁度。在墨西哥湾钻井的六年中，作业方第一次能够在17-1/2″和12-1/4″井眼中不用倒划眼，直接起钻，且链烷烃（石蜡）和低毒性矿物油基泥浆的凝胶强度十分平稳。
Encapso 智能润滑剂
Encapso钻井润滑剂独特的“按需润滑”的方式正在改变操作人员降低摩阻的方式，它带来了卓越的钻井效率和经济效益。Encapso目前市面上唯一能够专门的、有针对点的降低井下摩阻的囊装润滑剂。
与传统润滑剂不同的是，Encapso能够在水基泥浆中提供持久的润滑性来满足操作需要。另外，Encapso还是无毒、可生物降解的。
Encapso已经被证实可以：
1.减少超过70%的摩阻；
2.与标准液体润滑剂相比，增加高达50%的钻速；
3.减小高达42%的扭矩；
4.减少高达50%的阻力。
Encapso的微米级囊粒直径比人们的头发丝还要细（囊粒直径约为5-10微米，人们的头发丝直径约为100微米），由微米级含有纯净润滑油的囊粒组成。这些囊粒可在预设的压力和温度下破裂，释放出润滑油，能够针对摩擦点实现定点润滑。
囊装润滑剂既能提供油基泥浆的高效润滑性能，又具备水基泥浆的环保性能，帮助作业人员解决了传统润滑剂无法解决的泥浆难题。
Encapso已经全美的许多口井中做过了测试，证明它在提高整体效率上远超传统方法。测试结果基于Catoosa测试中心的实验室测试和/或生产井测试。
应用案例
Encapso在西德克萨斯州进行了应用，Permian盆地的作业人员将Encapso添加到水基泥浆来检验它的效果。在一口试验井中进行测试后（这口井成为该区块钻速最快的井），作业人员开始将Encapso运用到了生产井中。与另一口使用常规液体润滑剂的临井相比，使用Encapso作为润滑剂时的钻井时间缩短了了33%，钻井速度提高了40%，扭矩降低了16%（从18 600 ft/lbs降至15.5 ft/lbs），作业时间缩短了两天半。
Encapso在实验室测试中也表现优良，结果为：囊装润滑剂技术可以将不同配方的水基泥浆摩擦系数降低超过70%，使扭矩和摩阻分别降低了45%和50%。
HydraGlyde高性能水基钻井液体系
大多数水基钻井液配方缺少工程应用的灵活性，很难应用于各种具有独特钻井环境的陆上页岩开发，因此，作业者们迫切需要一种通用型的钻井液系统以满足所有的应用条件。 M-I SWACO公司（斯伦贝谢下属子公司）开发了一种HydraGlyde高性能水基钻井液体系，这个体系可用于开发盈利性较差的北美陆上页岩区块。
这个体系提供了一种快速、安全、灵活的钻井液方案，符合严格的AFE和HSE要求。除了能够抑制页岩膨胀和分散，该体系中高效廉价的新型化学成分还能够减少钻井过程中的扭矩和摩阻。另外，HydraGlyde体系在高造斜率井段和长水平井段中，能够提供与油基钻井液相媲美的钻速、井眼清洗和稳定井壁的能力，同时降低了钻井成本，减少了钻井作业对环境的影响。
为了同时实现高性能和灵活性，HydraGlyde体系在设计时主要添加了HydraSpeed ROP润滑剂、.HydraHib页岩抑制剂和HydraCap三种组份，补加了DUO-VIS生物聚合物添加剂，增加钻井液的剪切粘度，以携带和悬浮岩屑。该体系还加入了POLYPAC UL超低粘度聚阴离子纤维素（几乎不增加粘度），降低钻井液滤失量。
应用案例
西德克萨斯州Midland盆地中的Wolfcamp地层有互层的页岩和灰岩，对钻井中的扭矩和钻速有很大的限制作用。并且，钻穿上部的Spraberry地层造斜井段同样面临较大困难，因为，与水平井段相比，该井段需要更高的页岩抑制性能。
某井设计完钻井深4651米，作业者要求对8 1/2-in井眼的造斜井段及水平井段（设计长度1871米）钻进时，要尽可能的降低钻井扭矩。运营商最终选择使用HydraGlyde高性能钻井液体系。
应用结果：
1.用时3.5天，完钻一口8-1/2英寸的井，与之前采用的抑制性水基钻井液相比，钻速提高了16%；
2.与使用抑制性水基钻井液的临井相比，钻井扭矩降低了18%；
3.为以后的钻井作业树立更高的钻井液标准。
NSURE逆乳状钻井液体系
NSURE逆乳状钻井液系统通过在不同温度与条件下更稳定的流变学特性，专为更好地解决海上与高风险钻井作业而设计。与常规系统中钻井液的黏度取决于温度不同，NSURE在更宽的温度范围内仍能维持恒定和可预测的液体性质。
NSURE逆乳状钻井液系统在复杂压力变化条件下和敏感海上环境的应用中都表现出恒定的流变性质。
此外，NSURE的受控流变性质能够降低当量循环密度，减小了循环最初时的压力峰值，并最终降低地层压力，这样就减少了因地层破裂而导致的井漏和非生产性时间。同时，NSURE还是一种环保产品，同时符合全球多个市场的环保标准。
NSURE体系根据在不同温度、压力条件下测得的性能来定义。这种量化方法测试了钻井液对温度变化的适应性，保证钻井液在不同温度和钻井条件下性能仍能稳定发挥作用。NSURE体系不仅仅是拥有这些严格定义的性能标准，更是使用了多种常见的基础油从而满足或超过了HSE的标准。
应用范围
1.压力位主要影响因素的钻井；
2.对环保敏感的海上作业。
目前钻井液技术的应用和发展已经取得一定成果，但是钻井实践证明，一种优质的钻井液，在具备上述的几点功能之外，还应该尽可能地起到更多的作用。首先，为了尽量降低和避免对油气层的损害，要求钻井液要匹配钻井遇到的油气层，起到保护油气层的作用；其次，钻井液还被要求不能影响底层测试的结果，要有利于人们对底层的正确评价；再者，随着人们对工作环境和生命安全的关注日益增加，要求钻井液符合环保标准，不能对钻井人员和环境产生损害和污染，同时也要尽可能减小对地面设备和井下工具的腐蚀损害。简而言之，钻井液技术的发展还存在非常广阔的空间。
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