近日，中国石油大学（华东）硕士研究生蔡文晖领衔的“绿气速钻”团队，围绕非常规天然气开发中的钻井提速难题，构建起集超润滑钻井液、高效破岩钻头与智能调控模块于一体的技术体系。据团队项目资料，该技术已在大庆及鄂尔多斯累计应用20口非常规气井，在降低钻进摩阻、提升破岩效率、缩短钻井周期等方面取得积极成效，为东北寒区及复杂地层非常规天然气开发提供了新的技术方案。

非常规天然气是保障国家能源安全、推动能源结构优化的重要资源。东北地区非常规天然气开发潜力较大，但极寒气候与复杂地层相互叠加，使钻井作业面临低温钻井液性能衰减、硬地层破岩困难、参数调整依赖人工经验等问题。如何在复杂工况下实现安全、高效、经济钻进，成为推动资源优势向现实产能转化的重要课题。

紧扣油田生产实际，“绿气速钻”团队将材料研发、钻具设计与智能算法相结合，围绕“降阻—破岩—决策”三个关键环节开展协同攻关，形成“材料—装备—算法”一体化钻井提速方案。团队通过实验室评价、仿真模拟、中试加工与现场应用，持续优化各技术环节之间的匹配关系，推动单项技术创新向系统协同增效转变。

针对寒区钻井液润滑性能不足的问题，团队研发纳米核壳结构润滑剂，提升钻井液在复杂温度条件下的润滑能力与运行稳定性。项目对比数据显示，该材料摩擦系数低至0.074，较对标产品降低42.2%。低温性能试验表明，在零下60℃条件下，润滑系数降低率仍可达到78%，展现出寒区应用潜力。通过改善钻具与井壁之间的摩擦状态，该材料为井下动力传递和钻头高效工作提供了支撑。

面对硬地层破岩效率低、钻头磨损较快等难题，团队创新设计阶梯式内凹钻头，并与高压水射流技术相结合，构建“卸荷—预裂—破碎”复合破岩机制。钻进过程中，钻头先形成环形沟槽，释放中心岩柱的部分应力，再通过切削与水射流协同作用完成破岩，同时改善岩屑排出条件，减少重复破碎造成的能量损耗。

在智能化方面，团队开发钻井提速调控模块，集成多源随钻感知、地层识别、参数优化、安全校核和执行验证等功能。系统综合分析机械钻速、钻压、扭矩及随钻测量数据，实现岩性判断与钻井参数、钻井液配方的协同优化。项目资料显示，其岩性识别准确率达到93.8%，单次决策响应时间约9秒；在鄂尔多斯、川渝14口井开展的参数动态优化应用中，配方试错次数较传统模式减少53.9%。

考虑到钻井现场的复杂性，团队在系统设计中保留工程师审核与人工干预机制。系统在生成调控方案后，对扭矩、立压、密度窗口等关键边界进行校核，并通过执行后的数据反馈验证调整效果；出现异常时，可回退至原参数点。由此形成从数据采集到方案执行、效果验证的闭环，为智能调控的现场应用提供保障。

现场成效进一步验证了一体化方案的应用价值。据团队提供的应用资料，在鄂尔多斯盆地东缘5口水平井中，该技术有效应对强研磨、高摩阻等问题，钻井周期缩短37%，累计创效774万元；在大庆区块15口深井中，通过差异化定制与工艺优化，平均机械钻速提升34.2%，钻井周期缩短23%以上，累计创效1217万元。不同区域的应用实践，为技术进一步适配复杂非常规气藏积累了经验。

钻井提速也为绿色开发创造了条件。通过缩短作业周期、减少材料与设备消耗，一体化技术有助于降低钻井过程中的能源投入和环境负荷，推动开发效率与资源利用效率同步提升。目前，团队已围绕相关研究形成21件发明专利、22篇论文及5项软件著作权，为持续开展技术迭代与成果转化奠定基础。

未来，团队将以东北地区为研发验证和产业化的重要基地，围绕不同气藏条件完善材料配方、钻头结构与智能调控策略，持续开展现场测试和技术适配，推动科研成果在更多非常规天然气开发场景中应用，为保障国家能源安全、服务东北全面振兴贡献青年科技力量。