大連知微生物科技有限公司
地址:大連市高新園區七賢嶺學子街2號1號樓4-1
郵編:116000
電話:0411-8379-2467
E-mail:funa@dl-opus.com
近日，新疆塔河工區TK6132井正在正常鉆進，與該工區前期施工的一些井不同，該井鉆井液中使用的是由鉆井工程技術研究院自主研發的新型環保型高效潤滑劑。該潤滑劑已在該工區近40口井應用，成功取代原油和原油乳化劑，滿足了側鉆斜井、大斜度水平井等潤滑減摩的工程需要。
“我們要保證所研發的產品在具有同等甚至更好性能的基礎上，兼具無毒、綠色環保、自然環境下易降解等特點。”中原石油工程公司鉆井液工藝高級專家孫舉說。
初心不改：從末端處理到源頭預防
單海霞是石油工程技術研究院鉆完井液技術中心環保團隊的博士后，進入這個團隊之初，她所負責的科研項目主要是針對鉆井液廢液、殘渣等的末端處理。
在環境敏感、生態脆弱區，地方政府嚴令禁止修建泥漿暫存池，為此，該團隊研發出水基泥漿回收與廢棄物隨鉆不落地“零排放”處理技術。
“最初我們是通過生物降解手段，對鉆井液廢液、殘渣等進行生物降解，但是隨著國內勘探開發力度逐漸加大，鉆井液的末端處理治標不治本的問題逐漸顯現。”單海霞說。
2015年起，該技術中心從源頭著手，先后研制出以生物質合成基液及鉆井液體系、生物質合成樹脂降濾失劑、無熒光生物質潤滑劑、石油烴降解菌、鉆井廢水處理用降解菌等為代表的9種新材料及新體系。截至2019年12月，他們的研究成果基本具備系列化、規模化生產，其中生物質潤滑劑（ZYRH-1、ZYRH-2）在新疆、中原、內蒙古、西南等區塊應用于80余口井，生物質乳化劑（SWRH、SWAE）在涪陵、威遠等工區應用于20余口井，取得了一定的經濟、社會和環境效益。
變廢為寶：生物質原料化身各類鉆井助劑
落葉松、花生殼、廢木屑、毛發、植物淀粉……這些看似和鉆井液毫無關系的東西，經過該環保團隊技術人員妙手處理，都化身為鉆井液所需的各類重要助劑。當然，和其他鉆井液類助劑不同的是，新型助劑在擁有同等甚至更好功效的同時，還兼具綠色環保特點。
鉆井液在高溫下的穩定性是保障深井/超深井鉆井質量、成本和周期的關鍵。其中，抗高溫降濾失劑是維持鉆井液高溫穩定性的核心處理劑。目前，磺化酚醛樹脂（SMP）是主要的降濾失劑，并且具有優良的長期高溫穩定性，一直是國內外應用最廣泛且難以替代的產品。但是，SMP生物降解性差，不能滿足環保要求比較高的地區的需求，生產過程中的殘留酚、低聚酚有一定的毒性（國家危險化學品名錄），盡管采取了很多手段和措施，依然難以將其完全去除。
對此，為順應綠色鉆井液發展方向，該環保團隊技術人員采用生物酶催化技術，從落葉松、花生殼、廢木屑等木質生物質資源中提取天然（聚）多元酚，得到合成主原料，研發出一種結構與SMP相似、性能與SMP相當、又可生物降解的生物質合成降濾失劑 。
此外，該團隊還選擇棕櫚果、大豆等植物壓榨毛油作為新型潤滑劑的主要生產原料，研發出綠色環保的無熒光生物質潤滑劑。
使命在肩：高性能環保鉆井液表現卓越
在頁巖油氣藏開發中，油基鉆井液是鉆探各種復雜地層、完成高難度井施工的重要鉆井液體系。但是，油基鉆井液存在成本較高，使用后鉆屑處理周期長、環保壓力相對較大等問題。為了解決這個問題，該研發中心技術人員決定研發高性能水基鉆井液。
烷基糖苷，簡稱APG，由可再生資源天然脂肪醇和葡萄糖合成，是國際公認的首選綠色功能性表面活性劑。20世紀90年代國外曾將其應用于鉆井液，但此類鉆井液在高溫下易發酵，對致密砂巖之外的泥巖及含泥巖地層起不到抑制作用。基于鉆井液所用的APG處理劑的環保特點，該院自主研發出陽離子烷基糖苷、聚醚胺基烷基糖苷等是具有突出抑制作用的APD類特色產品，并在此基礎上形成了烷基糖苷衍生物（APD）鉆井液體系。
該體系具有強抑制、強封堵、綠色環保等特點，能夠有效解決大段泥巖、泥頁巖地層井壁失穩難題，填補了中國石化在頁巖油氣藏水平井水基鉆井液應用上的空白。2019年9月，中原油田在普光氣田陸相地層部署實施的第一口水平井——普陸3井采用的就是該鉆井液體系。
與此同時，針對當前油基鉆井液在當前頁巖氣井、水平井、海洋鉆井等方面的廣泛應用，為解決礦物油基鉆井液帶來的環保問題，該研發團隊還開發出了一種新型環保型基液，并形成了環保型生物質合成基鉆井液（BSDF）體系。
“下一步，我們團隊將致力于生物質單體材料研發、生物質天然材料改性手段、功能化合物分子結構設計與合成、生物質鉆井液核心助劑與體系研發等工作。”孫舉說。
