大連知微生物科技有限公司
地址:大連市高新園區(qū)七賢嶺學(xué)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(qū)TK6132井正在正常鉆進(jìn)，與該工區(qū)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(shù)研究院自主研發(fā)的新型環(huán)保型高效潤滑劑。該潤滑劑已在該工區(qū)近40口井應(yīng)用，成功取代原油和原油乳化劑，滿足了側(cè)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(fā)的產(chǎn)品在具有同等甚至更好性能的基礎(chǔ)上，兼具無毒、綠色環(huán)保、自然環(huán)境下易降解等特點?！敝性凸こ坦俱@井液工藝高級專家孫舉說。
初心不改：從末端處理到源頭預(yù)防
單海霞是石油工程技術(shù)研究院鉆完井液技術(shù)中心環(huán)保團(tuán)隊的博士后，進(jìn)入這個團(tuán)隊之初，她所負(fù)責(zé)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(huán)境敏感、生態(tài)脆弱區(qū)，地方政府嚴(yán)令禁止修建泥漿暫存池，為此，該團(tuán)隊研發(fā)出水基泥漿回收與廢棄物隨鉆不落地“零排放”處理技術(shù)。
“最初我們是通過生物降解手段，對鉆井液廢液、殘渣等進(jìn)行生物降解，但是隨著國內(nèi)勘探開發(fā)力度逐漸加大，鉆井液的末端處理治標(biāo)不治本的問題逐漸顯現(xiàn)?！眴魏Ｏ颊f。
2015年起，該技術(shù)中心從源頭著手，先后研制出以生物質(zhì)合成基液及鉆井液體系、生物質(zhì)合成樹脂降濾失劑、無熒光生物質(zhì)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(guī)?；a(chǎn)，其中生物質(zhì)潤滑劑（ZYRH-1、ZYRH-2）在新疆、中原、內(nèi)蒙古、西南等區(qū)塊應(yīng)用于80余口井，生物質(zhì)乳化劑（SWRH、SWAE）在涪陵、威遠(yuǎn)等工區(qū)應(yīng)用于20余口井，取得了一定的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。
變廢為寶：生物質(zhì)原料化身各類鉆井助劑
落葉松、花生殼、廢木屑、毛發(fā)、植物淀粉……這些看似和鉆井液毫無關(guān)系的東西，經(jīng)過該環(huán)保團(tuán)隊技術(shù)人員妙手處理，都化身為鉆井液所需的各類重要助劑。當(dāng)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(huán)保特點。
鉆井液在高溫下的穩(wěn)定性是保障深井/超深井鉆井質(zhì)量、成本和周期的關(guān)鍵。其中，抗高溫降濾失劑是維持鉆井液高溫穩(wěn)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(yōu)良的長期高溫穩(wěn)定性，一直是國內(nèi)外應(yīng)用最廣泛且難以替代的產(chǎn)品。但是，SMP生物降解性差，不能滿足環(huán)保要求比較高的地區(qū)的需求，生產(chǎn)過程中的殘留酚、低聚酚有一定的毒性（國家危險化學(xué)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(yīng)綠色鉆井液發(fā)展方向，該環(huán)保團(tuán)隊技術(shù)人員采用生物酶催化技術(shù)，從落葉松、花生殼、廢木屑等木質(zhì)生物質(zhì)資源中提取天然（聚）多元酚，得到合成主原料，研發(fā)出一種結(jié)構(gòu)與SMP相似、性能與SMP相當(dāng)、又可生物降解的生物質(zhì)合成降濾失劑 。
此外，該團(tuán)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(chǎn)原料，研發(fā)出綠色環(huán)保的無熒光生物質(zhì)潤滑劑。
使命在肩：高性能環(huán)保鉆井液表現(xiàn)卓越
在頁巖油氣藏開發(fā)中，油基鉆井液是鉆探各種復(fù)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(huán)保壓力相對較大等問題。為了解決這個問題，該研發(fā)中心技術(shù)人員決定研發(fā)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(rèn)的首選綠色功能性表面活性劑。20世紀(jì)90年代國外曾將其應(yīng)用于鉆井液，但此類鉆井液在高溫下易發(fā)酵，對致密砂巖之外的泥巖及含泥巖地層起不到抑制作用?；阢@井液所用的APG處理劑的環(huán)保特點，該院自主研發(fā)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(chǎn)品，并在此基礎(chǔ)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(huán)保等特點，能夠有效解決大段泥巖、泥頁巖地層井壁失穩(wěn)難題，填補了中國石化在頁巖油氣藏水平井水基鉆井液應(yīng)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(dāng)前油基鉆井液在當(dāng)前頁巖氣井、水平井、海洋鉆井等方面的廣泛應(yīng)用，為解決礦物油基鉆井液帶來的環(huán)保問題，該研發(fā)團(tuán)隊還開發(fā)出了一種新型環(huán)保型基液，并形成了環(huán)保型生物質(zhì)合成基鉆井液（BSDF）體系。
“下一步，我們團(tuán)隊將致力于生物質(zhì)單體材料研發(fā)、生物質(zhì)天然材料改性手段、功能化合物分子結(jié)構(gòu)設(shè)計與合成、生物質(zhì)鉆井液核心助劑與體系研發(fā)等工作?！睂O舉說。
