一、背景与需求

钻井液素有钻井施工的“血液”之称，在钻井中担负着携带钻屑、平衡地层压力等多重任务，而高密度钻井液富含的“营养成分”使“血液”变黏稠或高温降黏，泵送压力高——极似“三高”血液。使用常规超高温高密度钻井液好比是“三高”病人在酷热的夏天露天作业，风险极高、难度极大。此外，地层深度每增加100米，温度便会增加2~3℃，地层压力也会随之增加，钻井液密度过低会造成“井喷”等事故，过高则会压漏地层、或进入地层造成伤害。可以说，没有良好“血液”——钻井液，石油勘探开发就无法进行。

随石油和天然气钻探目标逐步向深部地层推进，性能优良的高温高密度钻井液是保障正常钻进施工的必要条件。高密度钻井液高温下面临流变性易失控，影响钻速、泵压、排量、处理剂易降解或失效等世界级难题。关于超高温高密度钻井液技术的研究，国外注重高性能专用产品开发，整体技术相对成熟；国内针对关键处理剂的研究多数还局限在实验室，形成系列产品的相对较少，体系的综合性能也难以满足现场需要。

此前，国内的大多数深井超深井采用国外的关键钻井液添加剂和技术，价格十分昂贵。中国石化石油工程技术研究院成功研发的“采用价格低廉的重晶石加重的超高温高密度钻井液技术”，一举打破了国外钻井公司在高温高密度钻井液关键技术上的垄断地位，而且大幅度降低了钻井成本。仅加重剂一项就比采用复合盐等加重方式的钻井液节约成本约40%。

“此次研发的超高温高密度钻井液技术打破国外技术垄断，占领了技术国际前沿，为中国石化构建‘一基两翼三新’产业格局、打造世界领先企业提供了保障，为提升油气勘探开发力度、提速降本增效做出了贡献。”中国石化集团公司高级专家林永学自豪地说。

二、突破与创新

为解决高温高密度钻井液技术存在的问题，工程院采用分子模拟设计与实验相结合的方法，开展了超高温高压条件下钻井液体系性能影响规律研究，在分子结构中引入特定结构增强分子链刚性，研发了超高温封堵降滤失剂SMPFL-UP，产品分子中含有可溶胀微区，提高了抗温和封堵能力；在分子结构中引入特殊官能团，保证了高温下的强吸附和水化作用，研制出了超高温高密度分散剂SMS-H，使被分散的加重剂颗粒表面水化膜在超高温下仍具有一定厚度，阻止加重剂颗粒聚集、沉降，维持高温稳定性，提高了分散剂的抗温能力和高温下的降黏率；基于以上两种关键处理剂，研发了高温高密度钻井液体系，采用重晶石加重，密度2.40克每立方厘米的钻井液在220℃高温下具有良好的流变性能和长期高温沉降稳定性。目前在中国石化部署的90%以上高温、高压重点探井成功应用，效果显著。

超高温封堵降滤失剂SMPFL-UP首次采用了“微溶胀封堵”作用机理，产品的水溶液表观黏度和高温高压滤失量比国内外同类产品低；超高温高密度分散剂SMS-H的降黏率高达65%，优于国内外同类产品。在高密度钻井液中使用，具有突出的技术优势。

我们次元共聚能源有限公司也研发生产了一系列的降失水剂和分散剂产品，性能与功效媲美如上SMPFL-UP和SMS-H。请参考如下几款产品的简介，具体信息可以在我司网站www.dicoenergy.com上搜索产品的详情页：

高温降失水剂DOC-G86S通用性强，具有抗盐、强度发展快、低游离水的特点，适用温度0~230℃。

多功能降失水剂DOC-511L分子中含有大量的-CONH2, -SO3H, -COOH等高吸附性基团，用于抗盐、抗温、吸附游离水，适用温度150℃或以下。

固体高效水泥分散剂DOC-F46S 能吸附在水泥颗粒表面，降低水泥浆稠度、改善水泥浆流变性能，适用温度180℃或以下。

分散剂DOC-F45L是一种聚羧酸类分散剂产品，可显著降低水泥浆稠度、改善水泥浆流变性能，适用温度180℃或以下。

目前，工程院研发的高温高密度钻井液在中国石化西南、西北和东北等工区30口井应用，解决了高密度钻井液在高温高压条件下流变性与悬浮稳定性控制的突出问题，应用中钻井液各项性能良好、井壁稳定，没有发生任何沉降现象，显著降低了井下复杂，提高了钻井速度，节约了钻井周期和钻井投资，效果显著。其中2010年，在官深1井成功应用，创造了国内外“钻井液最大密度2.87克每立方厘米”的纪录，打破国外权威的石油钻井液研究机构：“使用重晶石作为加重剂，钻井液密度无法突破2.64克每立方厘米”的技术禁区；在顺北鹰1井（8588米）创当时亚洲第一深井纪录；顺南蓬1井与国外著名公司同台竞技中，因其出色的长期高温（完钻井底温度高达207.4℃）沉降稳定性能而胜出，完钻验收被西北油田分公司评定为“优秀”。 

超高温高密度钻井液技术有力保障了中国石化深部地层油田的勘探发现、增储建产和低成本高效开发，提升了我国深井、超深井钻井液技术水平，将为中国石化顺北地区西南部、顺南地区等高难度超-特深地层油气勘探提供极大的指导意义，对国产化的价格低廉、质量优越的钻井液产品的普及和推广具有十分重要的意义！

三、发展及展望

据报道，我国深层超深层油气储量占资源总量约34%，是未来油气勘探开发的重要领域。我国油气勘探开发的不断深入，超高温高密度钻井液的应用将成为常态。工程院将继续深化研究，从深度上和广度上持续开展研究，加大超高温沉降稳定性，高压热水对钻井液处理剂及体系的影响等方向的研究，提升中国石化超高温高密度钻井液技术水平，做好国内油气资源高效勘探开发的技术后盾。