山东局四队破解钻探“流体密码” 钻井液技术赋能钻探提质增效

本报讯  钻探综合钻效提升25%至30%、螺杆钻具使用寿命大幅延长、井下故障率显著降低——亮眼的提质增效成果，源于一套“钻井液配方”带来的改变。近期，山东省煤田地质局四队依托局科研专项持续攻关钻井液技术，为小口径定向钻探高效施工开出一剂“系统良方”。

安徽淮南口孜东煤矿煤层构造复杂、岩层松软破碎，对小口径定向钻探技术提出很高要求。过去，钻探中岩屑易堵通道，螺杆钻具频繁故障，工人需一趟趟起下钻清理、更换，费时费力。如今，一趟钻下去，单趟进尺效率明显提升，起下钻次数大幅减少。变化的核心在于四队成功破解了小口径钻探钻井液的流体调控机理。

小口径定向钻探设备体积小、灵活度高，在资源勘探、工程勘察领域需求巨大，但其发展长期滞后于大口径钻探，主要瓶颈在钻井液技术。常规钻井液性能不稳定、井眼净化效果差、井壁稳定性不足，导致钻探效率低、螺杆易堵、故障频发。

面对难题，四队没有沿袭传统经验，而是从流体适配、动力稳定、净化保障三个维度展开系统攻关，把钻井液从单一工作介质升级为可控的系统工程。

在低固相钻井液体系上，从“精细调控”中要空间。小口径钻孔通道狭窄，常规钻井液里的岩屑粉末稍多就容易堆积堵塞。攻关团队精细调控固相颗粒粒径与含量，既避免高固相堆积造成卡钻、憋泵风险，又借助适度固相颗粒的悬浮携带能力把岩屑顺利带出。研发的低固相钻井液护壁性能好、排粉能力强，使动力传递更加顺畅。

在稳压稳流供应系统上，从“精准控制”中要稳定。攻关团队利用集成变量柱塞泵、压力/流量传感器、变频器与PLC自动控制系统，实时监测压力与流量，通过溢流阀或节流阀调节，将波动幅度控制在5%以内，为螺杆钻具提供持续稳定的动力源，有效避免压力骤变导致钻具“失速”或“过载”。

在完整固控系统上，从“精净分离”中要寿命。攻关团队构建了“振动筛—除砂器—除泥器—离心机”四级净化流程，将钻井液含砂量降至极低水平，固相含量控制在合理范围，减少岩屑颗粒对螺杆钻具的冲蚀与磨损。

三套系统协同发力，效果在实战中得到检验：低固相钻井液使螺杆输出扭矩稳定性提升18%至22%；稳压稳流供应使单趟钻进尺效率提升20%至25%；完整固控系统使螺杆钻具使用寿命大幅增加。三者协同，有效解决了常规钻井液固相含量高、流变性失控导致的螺杆钻具堵塞、磨损严重等问题，显著提升钻进效率和定向轨迹控制精度。项目负责人介绍，过去频繁起下钻既耗时又耗成本，现在综合效率提高近三成，相当于工期缩短近三分之一。

从“经验依赖”到“系统可控”，从“各自为战”到“三箭齐发”，山东局四队用一套钻井液的“流体密码”，打开提质增效新大门。目前，研究成果已被多家单位推广应用。

杨建超