项目名称：多级裂缝性页岩水平井防卡钻关键技术及规模化应用

所属企业：中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司工程技术研究院、西南石油大学、中国石化西南油气分公司非常规油气勘探开发管理部、四川长宁天然气开发有限责任公司、四川页岩气勘探开发有限责任公司、长江大学

获评奖项：科技进步奖一等奖

成果水平：国际先进水平

项目编号：ECF-2025-SET-1018

项目主要参与人：王旭东、陈烨、胡锡辉、代锋、刘伟、张佩玉、范翔宇、张千贵、夏成宇、刘鹭、何海康、刘厚彬、黄丹超、王志强、王启任

评审专家点评：国际先进水平。该项目针对裂–脆性页岩水平井易塌方、易卡钻的世界性技术难题，系统提出“抑制封堵固岩、力学支撑防塌、高效净化控砂”协同防卡钻理论，研发多级颗粒堆叠与纳米薄片封堵技术，构建高性能防塌油基钻井液体系及耦合井壁稳定性评价模型，开发井眼清洁工具、快速净化技术与智能预警系统，形成多维协同防塌防卡安全成井技术体系。成果实现页岩水平井从“打不成”到“打成”再到“打好”的跨越，在长宁–威远等示范区规模化应用，支撑建成国内最大页岩气生产基地，显著提升钻井成功率与安全性，取得突出经济与社会效益，对我国页岩气高效安全开发具有重要示范意义。

主要创新点：

针对裂-脆性页岩水平井安全成井关键技术难题，提出了“抑制封堵固岩、力学支撑防塌、高效 净化控砂”协同防卡钻理论和针对微纳米尺度裂缝的多级颗粒堆叠及纳米薄片封堵技术，研发了适 合于裂-脆性页岩地层的高性能防塌油基钻井液体系、裂-脆性页岩结构-温度-力学-化学耦合井壁稳 定性评价技术、凸轮式与螺旋推动式井眼清洁工具、长水平井高速“传输带”式井眼净化技术及卡 钻智能预警系统，实现了钻井防塌防卡关键的技术重大突破。

产品主要用途、技术原理： 

解决了裂-脆性页岩水平井井壁坍塌卡钻机理不明、钻井液防塌效果差、坍塌压力预测不准、井 眼净化能力不足以及卡钻风险预警难度大等关键技术难题，攻克了“机理、材料、工艺、工具、系 统”等关键技术瓶颈，形成了裂-脆性页岩水平井多维协同防塌防卡安全成井关键技术体系，实现了 裂-脆性页岩水平井从“打不成”到“打成”再到“打好”的转变，创造了水平段长 3150 米、钻井周 期 18.83 天等纪录，将井下复杂事故降低到最低水平，支撑了长宁-威远页岩气国家示范区年产 159.5 亿方、国内最大的页岩气生产基地建成，助力了国家能源战略和“双碳”目标的实现。

技术应用： 

本项目突破了裂-脆性页岩水平井防塌防卡钻关键技术的核心理论方法、工具、工艺等技术壁垒，形成了拥有自主知识产权的强封堵高性能防塌油基钻井液、裂-脆性页岩水平井稳定性评价技术、水平井高速“传输带”式井眼净化技术及卡钻预警等关键技术。截止 2024 年 10 月，本成果在中石油长宁、自贡、泸州区块和中石化永川、威荣区块成功规模应用于 800 口井的钻井作业，有效解决了裂-脆性页岩水平井易掉块、易垮塌、易卡钻难题，大幅降低了卡钻、埋钻率，确保了页岩气水平井的安全增效钻井，有力支撑了长宁-威远国家级页岩气示范区产能建设，实现年产达到 159.5 亿方重大突破，并建设成为国内最大的页岩气生产基地，为“川渝千亿方天然气产能基地”建设奠定了坚实的技术基础。