元宇宙都不会有的钻井耐高温“疫苗”-VeraTherm

随着国际社会以及地方政府对油气行业的环保要求愈发严格，低污染、低排放的需求愈发迫切。钻井液作为钻井工程的血液，是油田化学的最重要角色，钻井液的环保俨然是油气行业走向绿色、低污染的攻关方向。

在大位移水平井和高温高压井的应用中，非水基泥浆往往是提质增效的重要技术路径，然而无害化、环保也会给油田增加成本。因此，若能通过同等性能的水基泥浆替代非水基泥浆实现同等的钻井效率，同时降低成本，无疑对油气勘探开发具有重大意义。

在高温聚合物钻井液体系中，常规聚合物较难在超过150℃，需要长静置时间的情况（例如测井作业）下维持钻井液性能的稳定性。此时，常规聚合物往往需要中途专门下钻处理泥浆维持其稳定性。该处理时间会降低钻完井效率，因此需要耐高温的聚合物体系解决高温井钻井这一难题。

在以上两个因素的综合推动下，高温聚合物钻井液体系应运而生。需求主要是要具备润滑性、地层抑制性及高温下长期稳定性。斯伦贝谢VeraTherm则是众多高温聚合物钻井液体系中的佼佼者。

VeraVis是VeraTherm的组分之一，VeraTherm 使用更少的处理剂。

表1：兼容性良好，与多数盐水兼容。 ▲ 

表2：VeraTherm典型组分 ▲ 

VeraTherm钻井液体系的主要成分及功能如上表所示。VeraVis支化聚合物是VeraTherm钻井液的主要成分，具有维持流变性与控失水的双重功能。即使在超过150℃的高温下，它也能提供优异的流变性、降滤失性和长期抗温稳定性。VeraVis处理剂与常规线性聚合物处理剂不同，其独特的支化特性使其具有出色的流变学性质，抗温稳定性又显著提升。

许多常规水基钻井液都含有粘土，这会在较高温度下引发胶凝问题。VeraTherm钻井液是无粘土体系，因此在不同温度与密度下都不会发生胶凝问题。该体系具有优异的钻井液性能，包括低剪切流变性、优异的滤失控制、摩阻系数低等。最重要的是，在高温下，它可维持较长时间的稳定性，优于甲酸盐体系及常规合成聚合物体系（图1）

图1▲

中东某油气公司寻求耐高温、稳定性好的水基钻井液用于高温探井。邻井资料显示，普遍存在重晶石沉降、测井失败、严重漏失等风险。预计在灰岩地层会发生漏失，因此，价格昂贵的油基钻井液不适合该井施工。

面临的挑战包括：钻遇活性高的泥岩段，并且需要在165℃与191℃的井底静态温度下额外进行7天的电测作业，同时还需维持最小的沉降系数。

应用VeraTherm对12 1/4” （1399m长井段）和8 3/8” （825m长井段）井眼钻进，钻穿灰岩、页岩、膏岩、白云岩。VeraTherm体系在9天151℃、8天160℃及7天191℃下维持了性能稳定。

斯伦贝谢研究人员针对性的进行了VeraTherm钻井液配方定制并室内测试了配方在165℃与191℃下的稳定性。在超过7天的时间里，该钻井液保持了稳定的流变性。利用该钻井液体系，钻进期间没有发生卡钻、井壁失稳等事故。191℃下7天的电测作业中，该钻井液的流变性与失水性基本维持不变，展现了优异的长期抗温稳定性(图2)。

图2 ▲ 

VeraTherm荣获World Oil* 2021年度最佳油田流体和化学品奖。

• 最佳完井技术奖—双重压裂增产服务（斯伦贝谢Schlumberger）

• 最佳数据管理和应用解决方案奖—高级岩石属性分析 (ART™)（核心实验室Core Laboratories）

• 最佳深水技术奖—通过DRA增加海底产量（Safe Marine Transfer, LLC）

• 最佳数字转型奖—第一个CCUS和EOR智能油田项目（沙特阿美Saudi Aramco）

• 最佳钻井技术奖—“坚不可摧”钻头切削技术（沙特阿美Saudi Aramco）

• 最佳提高采收率技术奖—AquaCUT相对渗透率调节剂（贝克休斯Baker Hughes）

• 最佳勘探技术奖—电缆深度瞬态测试（斯伦贝谢Schlumberger）

• 最佳可持续发展奖（海上）—一种基于物联网的实时检测管道、集输系统和海上立管自发泄漏的新方法（西门子能源Siemens Energy）

• 最佳可持续发展奖（陆地）—零放空燃烧（沙特阿美Saudi Aramco）

• 最佳油田流体和化学品奖—VeraTherm高温水基钻井液（斯伦贝谢Schlumberger）

• 最佳推广计划奖—休斯敦妇女能源网Women’s Energy Network Houston

• 最佳生产技术奖—iProduction™（TechnipFMC）

• 最佳水管理技术奖—油田规模的声波油-水-细颗粒分离，用于可持续的采出水管理（沙特阿美Saudi Aramco）

• 最佳油井完整性技术奖—双管柱封隔评价（斯伦贝谢和挪威国油Schlumberger & Equinor）

• 最佳修井技术奖—reSOLVE iX Service 槽位切割技术（斯伦贝谢Schlumberger）

• 创新思想家奖—詹国栋博士（沙特阿美Saudi Aramco）

• 新视野创意奖—Optiq Seismic 井眼地震数据采集（斯伦贝谢Schlumberger）

• 终身成就奖—Donald Paul博士（南加州大学The University of Southern California）