摘要
冲洗液技术是钻探领域关键技术之一，被誉为钻探的“血液”。随着信息技术的飞速发展，建立专业技术数据库成为提高冲洗液技术水平的新途径。全面系统总结地质钻探冲洗液技术研究成果、数据和应用案例，开发了国内首个地质钻探冲洗液数据库，为钻探技术人员提供针对复杂地层的冲洗液技术支撑。该数据库包括10个一级模块和39个二级模块，可实现冲洗液设计、辅助计算、技术资料查阅等功能，发布了冲洗液新材料、新体系、新工艺以及冲洗液的选型和设计等大量成果资料。该数据库已于2022年10月在中国地质调查局“地质云”平台面向互联网用户提供服务。
随着能源资源勘探向深部发展，地质钻探钻遇地层条件越来越复杂，如高地应力、强水敏、破碎、漏失等，这给钻探工程带来了更严峻的挑战。冲洗液是钻探的重要组成部分，被誉为是钻探的“血液”，正确地选择和使用冲洗液是安全、顺利完成钻探工程的重要保障，是提升钻探工程质量和效率的必要条件。如何快速提高地质行业整体的冲洗液技术水平即成为了一个迫在眉睫需要解决的问题。随着计算机信息技术的快速发展，建立一个冲洗液技术专业数据库系统，无疑成为了解决这一难题的新途径。
虽然，国内外的石油钻探工程领域早已研发了一批成熟的、已经商业化应用的软件和数据
国外的专业化泥浆技术服务公司均开发了自己的专业技术软件系统，例如：1984年，美国的M-l SWACO泥浆公司就已经把现场所得的数据整合建立数据库，目前该公司软件能够满足工程设计、井场规划、数据管理、报表生成、成本分析、信息共享等现场作业的各项需求，涵盖了基本工程计算、水力学模拟、钻（完）井液体系优选、储层保护、防漏堵漏、固相控制、废弃物处理等主要的钻井液工程技术问
在国内，20世纪90年代，辽河石油勘探局钻井二公司建立了钻井液数据库，借助其进行钻井液设计。进入21世纪后，随着计算机技术的高速发展，相关数据库水平也大幅度提高。2005年由华东石油大学石油工程学院开发了“钻井液完井液数据库系统
综上所述，目前的钻井液或是工程设计软件都是针对石油行业，并不能满足国内地质钻探实际需求，需要研发与地质钻探相适应的数据库以指导地质钻探冲洗液的设计与应用。
遵循相关的标准和规范，同时对接“地质云”平台数据库建设要求，开展用户需求调查，依据用户需求，形成数据库功能模块设计标准；梳理归纳相关技术信息，进行数据库集成开发，主要包括需求分析阶段、设计阶段、系统开发阶段、测试阶段和运行维护阶段（见
图1 地质钻探冲洗液数据建设总流程
经与钻探施工单位技术人员进行需求调研，明确需求主要包括：查询冲洗液的新材料、新体系和新工艺，冲洗液的选型和设计，了解技术成果使用方法和具体的应用效果等。在此基础上，经与行业专家的研讨，确定地质钻探冲洗液数据库的建设目的是为钻探技术人员提供针对复杂地层的冲洗液技术支撑，其具体实现功能包括针对地质钻探的冲洗液设计、计算、技术资料查询等。
将数据库的3项基本功能又进行了细致划分，根据内容区细致划分为10个一级模块和39个二级模块，具体功能介绍见
| 序号 | 一级模块名称 | 二级模块名称 | 功 能 |
|---|---|---|---|
| 1 | 冲洗液性能测试与分析 | 冲洗液性能测试 | 查询常用的冲洗液性能检测及滤液分析项目，查询测试用仪器及测定程序 |
| 冲洗液滤液分析 | |||
| 2 | 泥浆材料与处理剂 | 造浆材料、多功能材料和加重材料 | 查阅泥浆材料的产品介绍、性能指标、产品特点、使用说明、配制方法、检测方法、应用的冲洗液体系等相关信息 |
| 无机处理剂 | |||
| 降滤失剂 | |||
| 增粘剂和降粘剂 | |||
| 防塌剂 | |||
| 絮凝剂 | |||
| 润滑剂 | |||
| 堵漏材料 | |||
| 其他处理剂 | |||
| 3 | 冲洗液体系 | 淡水冲洗液 | 介绍分别用淡水和盐配制的、针对不同复杂地层和特殊条件研发的冲洗液体系，可以查询到每一种冲洗液体系的特点、基本配方、泥浆性能、配制方法、应用案例 |
| 盐水冲洗液 | |||
| 4 | 冲洗液维护与处理 | 冲洗液配制 | 查询冲洗液配制、性能维护与调整、冲洗液污染与处理方法的内容 |
| 冲洗液性能维护与调整 | |||
| 冲洗液污染与处理 | |||
| 5 | 复杂情况预防与处理 | 地层信息 | 近10年收集到的国内钻遇的复杂地层（例如水敏性地层、松散破碎地层等）岩心的矿物成分信息、钻遇问题等 |
| 复杂地层冲洗液护壁 | 介绍压力(应力）异常地层、松散地层、破碎地层、水敏性地层、溶蚀性地层、高温地层和低温地层的特点、孔壁稳定机理及应对措施、推荐的冲洗液体系 | ||
| 孔内复杂情况的预防与处理 | 查询现场钻遇粘附卡钻、坍塌掉块、缩径卡钻、泥包卡钻和沉砂卡钻等复杂情况的预防与处理方法。针对每种复杂情况，介绍它的特征、预防和处理 | ||
| 6 | 堵漏方法与工艺 | 漏失类型 | 查询漏失类型，不同堵漏方法的适用范围与工艺流程 |
| 堵漏方法 | |||
| 7 | 应用案例 | 金属矿勘探 | 为便于用户有针对性的查找，将应用案例根据不同钻探施工任务进行了划分，并介绍了冲洗液在现场应用情况，分析了现场存在的问题及解决效果 |
| 煤炭勘探 | |||
| 钾盐勘探 | |||
| 地热（干热岩）勘探 | |||
| 页岩气等能源勘探 | |||
| 科学钻探 | |||
| 金属矿勘探 | |||
| 8 | 相关计算 | 流变学相关计算 | 汇总了冲洗液室内及现场应用时常用的流变学、水力学、成本计算等公式，实现了线上计算功能 |
| 化学分析相关计算 | |||
| 配制与维护相关计算 | |||
| 水力学相关计算 | |||
| 冲洗液成本计算 | |||
| 9 | 冲洗液方案推荐 | 在线推荐 | 通过选择一些必要信息，自动推荐一套可供选择的冲洗液方案 |
| 10 | 资料查询 | 书籍 | 提供地质钻探冲洗液相关书籍、论文和标准介绍，及常用数据查询 |
| 论文 | |||
| 常用数据 | |||
| 标准 | |||
| 科普知识 | 提供科普知识、文章或信息 |
钻探工程专业中冲洗液相关的专业知识、石油天然气行业标准、中石油和中石化等常用企业标准，以及本行业中约定俗成的经验构成了本数据库中知识类数据，主要包括：冲洗液性能测试方法、冲洗液化学分析方法、泥浆材料和泥浆添加剂介绍、冲洗液维护与处理方法、复杂情况预防与处理方法、堵漏工艺与方法、流变学相关计算、化学分析相关计算、配制与维护相关计算、水力学相关计算、冲洗液成本计算、常用标准列表等内容。
实验数据和成果类数据是对北京探矿工程研究所地质钻探冲洗液研发团队新技术、新方法成果的集成。近10年，该团队研发了低粘增效粉LBM、多功能剂MBM等20余种特色的钻井液材料，以及超高温钻井液技术、绿色环保钻井液技术、地质钻探堵漏技术等特色钻井液技术已广泛应用于能源资源勘查、科学钻探、矿山治理工程及工程地质勘察。技术成果在能源资源勘查、科学钻探、矿山治理工程及工程地质勘察等4000余个钻孔应用，完成钻探工作量400余万米，显著降低了钻探工程事故率，提高了施工效率，得到了施工单位的认可。在研究和现场应用期间，积累了大量的室内实验数据、现场检测数据和应用报告，形成了针对不同复杂地层的冲洗液体系介绍、全国多地矿区的复杂地层信息汇总、应用案例、冲洗液方案推荐等内容，这些数据对冲洗液技术人员具有很好的参考价值。这些数据经过进一步校对、整理分类、分析，即成为了本数据库的数据来源。
用户可通过勾选地层、配浆介质、钻探工艺等关键词选项，借助数据库内搭建的地层与钻井液材料、配方等之间的适应性关系，获取包含钻井液配方、配制与维护工艺等在内的钻井液推荐方案（见
图2 冲洗液方案推荐界面
（1）随着地质钻探过程中越来越多地遇到各种不同的复杂地层和特殊条件，老旧技术和土办法已经不能解决遇到的复杂问题，冲洗液新技术的应用成为了实现复杂地层孔内安全的重要保障。北京探矿工程研究所集成在地质钻探冲洗液技术方面已经积累了大量研究成果建立了地质钻探冲洗液数据库，成为一个了解新技术的平台，通过“地质云”服务平台快速将成果推广至全行业各单位。信息的共享打破了地域局限性，为施工单位提供技术支撑，更好地促进各单位间相互交流学习，促进了地质钻探技术进步与地勘行业高质量发展。
（2）如果想要打造一支高素质专业化地质调查队伍，提高专业人才的培养水平是关键。专业人才水平的提高除了靠积累丰富的实践经验，新技术的学习也是必不可少的。地质钻探冲洗液数据库的建立为技术人员的学习又增加了一个实用、便捷方式，既可以学习冲洗液基础知识，也可以针对工作中遇到的问题进行有针对性的新技术学习，有利于提高地质钻探从业人员技术水平。
（3）坚持地质钻探冲洗液数据库的功能优化、升级和完善，时时更新补充新的技术内容、实验数据和成果应用，保持良好实用性的同时，提高便捷性和时效性，可以作为一种知识和工具类专业软件在地质钻探行业广泛推广。
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