10月8日，順北6-2H井開鉆僅14天，就已順利鉆進(jìn)4400米。華北石油工程西部鉆井分公司鉆井液主任技師史東軍提前在鉆井液中加入華北石油工程公司自主研發(fā)的封堵劑、強(qiáng)抑制劑和膠乳瀝青，讓這口超深井的井壁既不漏失也沒垮塌。
華北石油工程公司科研人員胸懷自立自強(qiáng)之志，錨定深井超深井勘探開發(fā)的瓶頸技術(shù)難題，集智聚力，自主研發(fā)核殼型耐高溫井壁隨鉆強(qiáng)化劑、高密度鉆井液、高封堵強(qiáng)抑制復(fù)合鹽水鉆井液等高性能鉆井液體系，有力支撐著油氣資源勘探開發(fā)向深層、超深層闊步邁進(jìn)。
“液體套管”既固井壁又省套管
“液體套管”是國(guó)際鉆井界的一項(xiàng)新型技術(shù)。華北石油工程公司采用此項(xiàng)技術(shù)，每口井為甲方省下數(shù)百噸套管。
順北區(qū)塊超深井地層多為奧陶系破碎性泥巖，鉆井液中的水分很容易進(jìn)入井壁，發(fā)生水化反應(yīng)，導(dǎo)致井壁蠕變、縮徑甚至塌漏，從而卡死鉆具。
塔河工區(qū)TP12-Q10H井是一口碎屑巖油氣井，華北石油工程西部分公司鉆井技術(shù)專家呂家學(xué)駐井進(jìn)行技術(shù)督導(dǎo)。他指導(dǎo)鉆井隊(duì)優(yōu)化井眼軌跡，采取短起下鉆措施，還用了撒手锏——在鉆井液中兌入核殼型耐高溫井壁隨鉆強(qiáng)化劑。
這種強(qiáng)化劑以聚合物做殼，殼內(nèi)裹著微米級(jí)的碳酸鈣粉末，可像壁虎一樣牢牢地吸附在井壁上，相當(dāng)于為井壁敷上一層極富彈韌性的“膜”，形成“液體套管”。
“‘液體套管’不僅成功阻止鉆井液侵入井壁，避免了地層污染，還有效增強(qiáng)井壁承壓能力，破解了井壁失穩(wěn)難題�！眳渭覍W(xué)介紹，“除此之外，在特殊井段，它還能代替鋼制套管，節(jié)約大量成本�！�8月19日，TP12-Q10H井提前12天順利完鉆。
在順北5井，華北石油工程公司采用“液體套管”技術(shù)，成功鉆成5000多米的二開裸眼井段，為甲方節(jié)省套管300噸。
“流動(dòng)的石頭”把“虎狼”趕回洞
“在塔里木盆地順北區(qū)塊鉆井，就像陪老虎散步、與狼共舞，步步驚心。”呂家學(xué)打了個(gè)比方�！傲鲃�(dòng)的石頭”是華北石油工程公司對(duì)付順北區(qū)塊“地下虎狼”的秘密武器。
2022年11月，華北石油工程公司承鉆順北21井。這口井深8000多米，位于分支斷裂帶。分支斷裂帶圈閉狹小，容易積聚異常高壓油氣流，鉆進(jìn)中極易發(fā)生井噴。
尋常油氣井的地層壓力系數(shù)為1.1~1.2，順北21井的地層壓力系數(shù)卻高達(dá)2.24。一般油氣井的井口壓力超過(guò)48兆帕就容易發(fā)生井噴，而這口井井口壓力最高時(shí)達(dá)到66兆帕。為防止井噴，技術(shù)人員指導(dǎo)井隊(duì)迅速關(guān)井。他們先采取節(jié)流降壓排氣分離的辦法，將一部分氣體引出井外引燃，再啟用高地層壓力的“大殺器”——“流動(dòng)的石頭”！
“流動(dòng)的石頭”其實(shí)就是密度高達(dá)2.4克/立方厘米的鉆井液。由于它瓷實(shí)得跟花崗巖一樣，又叫“液體花崗巖”。為研發(fā)這款鉆井液，技術(shù)人員下足了繡花功夫。他們既要降低沉降性，又得兼顧流變性。這仿佛在玩“蹺蹺板”——哪一頭分量超重，都會(huì)前功盡棄。
要讓“流動(dòng)的石頭”在幾千米深的井下流動(dòng)，其實(shí)很難。技術(shù)人員指導(dǎo)壓裂隊(duì)，把大功率壓裂車開足馬力，將“流動(dòng)的石頭”強(qiáng)力泵入井中，把侵入井筒的油氣流生生地平地推回到地層。井噴隱患，從容消除！
順北21井順利完井，這口標(biāo)志著順北區(qū)塊分支斷裂帶實(shí)現(xiàn)重大油氣發(fā)現(xiàn)的功勛井，完鉆初期每日生產(chǎn)的油氣量創(chuàng)順北區(qū)塊最高紀(jì)錄。
“抗鹽明星”獲20萬(wàn)元提速獎(jiǎng)
鉆井液主任技師史東軍難忘他在順北52A井寫下的“得意之筆”。
順北52A井是西北油田在塔里木盆地順托果勒低隆帶部署的一口四開結(jié)構(gòu)定向井，設(shè)計(jì)井深8000多米。這口特深井由華北石油工程公司90152鉆井隊(duì)承鉆，2019年5月開鉆。
該井二開井段所屬的二疊系地層易漏易塌。史東軍提前在鉆井液中加入3%的微米級(jí)封堵材料，強(qiáng)化隨鉆封堵。于是，二開井段鉆進(jìn)順風(fēng)順?biāo)瑱C(jī)械鉆速高為9.95米/小時(shí)，比設(shè)計(jì)提高15.56%，一路無(wú)漏無(wú)塌。
三開井段屬奧陶系縫洞型碳酸鹽巖地層，巨厚的鹽膏層是鉆井的攔路虎。鹽膏層內(nèi)部壓力大，遇到鉆井液中的水（即濾液）就會(huì)迅疾膨脹，導(dǎo)致井眼縮小，進(jìn)而阻卡鉆頭。史東軍果斷采用高封堵強(qiáng)抑制復(fù)合鹽水鉆井液。
普通鉆井液的密度在1.0~1.6克/立方厘米之間。史東軍使用的鉆井液密度還不到1.32克/立方厘米，但它抗鹽、抑制、封堵等性能俱強(qiáng)，而且還能抵抗井下130攝氏度的高溫。他密切觀察從井中返出的巖屑，適時(shí)調(diào)整鉆井液最佳入井量。可喜的是，三開井段機(jī)械鉆速達(dá)3.84米/小時(shí)，較設(shè)計(jì)提前2.06天完鉆。
2020年2月15日，順北52A井提前8.68天完鉆。華北石油工程公司獲西北油田鉆井液提效獎(jiǎng)勵(lì)20萬(wàn)元。