“用钻头和钻杆结成的钢铁长龙,像长了眼睛一样向下穿透1公里的坚硬地层,又横向穿行3.5公里,准确命中三个钻探目标,发现了良好的油气显示”,这一幕近日发生在中国石化胜利油田重点探井——高平1井。在这口井,胜利油田黄河钻井总公司创出全国陆上钻井水平与垂直进尺比值最大的纪录。
科技是牵动地下油龙的“龙珠”。黄河钻井总公司精心培育以深井超深井钻井技术、特殊工艺井钻完井技术、安全高效钻完井技术三大系列为代表的钻井品牌集群,成为高效勘探的“利器”。从1997年公司成立至今,在胜利油区累计施工探井1037口,完成探井进尺292.3万米,为油田连续30年高效勘探提供了强力支撑。
深井超深井钻井:再难打的井也能打成
地质专家把胜利油田的地质构造形象地比作一个摔碎了的盘子,又被人踢了一脚——七零八落。在这样的地下打井找油,难度极大,而打探井更是难上加难。
2012年7月,非常规井钻探施工进入攻坚阶段,页岩气钻探技术面临瓶颈,为探索胜利油田非常规油气资源,推进中石化资源战略实施,这个公司承担了中石化非常规重点探井——利页1井的页岩气钻探任务。这口井设计井深3930米,存在着地质情况复杂、连续取心段超长、致密页岩地层可钻性差等多项难题。
面对挑战,由工程、钻井液技术专家和一线技术人员组成的团队全力攻关,集成应用PDC+扭转冲击钻井提速、长井段连续密闭取心等13项先进技术,连续多次破解施工难题,机械钻速比邻井132.8%,并在沙三下、沙四上段连续密闭取岩心215.74米,取心收获率92.7%,为了解利津洼陷东坡利页1井区泥页岩储集性能及含油气情况提供了宝贵依据。
瞄准最先进、最前沿的技术工艺,时时创新,处处创新,是这个公司屡次突破钻井深层“禁区”,实现高效勘探的关键所在。
这个公司追踪国内外钻井技术发展方向,开展了复杂地质条件下深井、超深井钻井、特殊地层井壁稳定技术的攻关研究,加快水力加压器、高性能螺杆钻具的应用,应用数字化参数仪,破解了多项深井、超深井施工难题。研制的新型聚硅醇防塌钻井液体系在100多口深井、超深井进行了试验,解决了盐膏侵、高压气侵、坍塌掉块等大量钻探难题,无一口井出现井下事故。
从1971年的东风2井到2001年的丰深1井,油田曾经投资数亿元,打井12口,专门寻找深层生油岩,均无果而终,勘探开发遭遇瓶颈。2003年,在石油人未曾涉足过的钻探“禁区”——王46区块,黄河钻井45700队承揽了钻探任务,针对王46井深层易坍塌、掉块多、钻井液易被岩膏侵蚀等多项难题,他们采用封堵性能好、耐盐膏侵、耐高温性能强的聚硅醇防塌钻井液体系,高标准、高质量地打成了这口重点探井,并发现了3.3米生油岩,为国家新增10亿吨探明石油地质储量,被誉为石油勘探史上的重大发现。
1997到2012年的15年间,黄河钻井总公司先后完成郑科1井、郝科1井、牛页1井、利页1井等130多口“1字号”井,成为国内承钻“1字号”井最多的钻井公司,尤其是在中国东部最深探井——胜科1井施工中,公司先后攻克一系列世界级钻井难题,在245℃的钻井超高温下固井一次成功,完钻井深7026米,创出井底钻井液抗超高温、固井水泥浆抗超高温的国内石油行业新纪录,取得了10项深井超深井钻井技术重大技术成果,展现了过硬的深井、超深井技术集成创新优势和攻坚能力。
特殊工艺井技术:以实现地质目的为最高追求
在史125—平1井,黄河钻井首次采用钻井液压力低于地层压力的欠平衡钻井技术,综合运用多元醇防塌钻井液体系、四级固控等先进钻井工艺,分别在7个不同深度发现油气显示,实现了发现和保护油气层的最佳钻探效果,成为油气资源发现最大化的标志之一。
这个公司以经济高效实现地质目的、满足勘探需要为最高追求,不断强化特色钻井工程技术、钻井液工艺技术研发和集成,每口井施工都与开发单位和油田院所沟通结合,准确把握地质目的,运用油层保护技术、水平井钻井技术、取心技术和提高固井二界面质量技术,为最大限度地发现和保护油气藏提供了有力保证。
“综合运用大位移定向探井、水平探井钻探技术、三维绕障井钻探技术、多目标井钻探技术、阶梯式水平井钻探技术等特殊工艺井钻井技术,可以更有效地发现油气资源”,黄河钻井工程首席专家刘天科告诉记者。
这个公司把特殊工艺井钻完井技术广泛应用于探井施工,有效提高了钻探效率。优质高效打成“一井双靶”高难度定向井—夏32—斜6井,分别在2400米和3080米井段的西北方向发现2个高产富集的储油层,中靶精度分别为17.98米和19米。承钻的富117井在中生界见到良好油气显示,成为济阳坳陷沾化凸陷富林洼陷又一次大的发现。2009以来,先后有8队次获油田石油工程重大油气资源发现奖。
安全高效钻完井:把技术应用到极致
钻井是一个复杂的系统工程,而探井的难度风险远高于开发井,要保障高效勘探,就必须打好每口探井。
“打探井,就像摸着石头过河,对地下构造、压力都未知,异常高压、井漏、井涌随时可能出现”,年轻的井队长安明说,“有人把这比作虎口拔牙”。
为了降低探井施工风险,提高探井施工速度,这个公司从钻柱力学特性及安全可靠性分析、套管安全可靠性分析等方面开展研究,形成了以安全高效钻完井技术为核心,以复合钻井技术、盐膏层钻井技术、防斜打快钻井技术、套管防磨防碰与事故预防处理技术、钻头优选改进技术为主要内容的技术系列。
为把技术运用到极致,进一步提升钻探效果,这个公司结合不同区域钻探施工风险,推广应用了高效钻头、水力加压器、井下涡轮增压器等28项安全高效钻探新工具,有效减少了井下复杂情况,保证了探井施工质量。
在重点探井坨764井施工中,集成应用防斜打直、套管防磨、双膜承压等安全高效钻井技术,避免了沙河街组地层易坍塌、高压层易喷易漏、存在大段盐膏层等钻探风险,新增储量2478.8万吨,取得深层勘探的重大突破。2012年,公司在胜利油区优质高效完成探井进尺17万米,取芯长度902米,取芯收获率达96.82%,同比提高0.44个百分点。