水平井“工厂化压裂模式”的变革，推动了致密油气储层节能环保和规模化经济高效开发

　　 文/陈 凤 薛 明

　　截至9月17日，完成水平井施工241口2523层次，占长庆油田水平井市场份额的96.5%。川庆钻探长庆井下公司生产部门的一组数据显示。

　　川庆钻探长庆井下公司经过近两年探索完善的水平井“工厂化压裂模式”，为该公司带来最实际的影响，也影响和带动着中石油各油田的储层改造业务——从源头集群式布井，页岩气“工厂化”压裂先导性试验，到采用连续油管“工厂化”压裂，运用拉链式“工厂化”压裂等，推动了致密油气储层的节能环保和规模化经济高效开发。

　　从传统作业到“工厂化”作业

　　“面对油气勘探开发的新形势，‘工厂化压裂模式’是被逼出来的，是我们破解生产经营困局系统思考的结果。”川庆钻探长庆井下公司总经理孙虎说。

　　近年来，随着致密油气等非常规油气资源的有效开发，油气开发方式逐步由直井向水平井、单井向丛式井转变，同时常规压裂向大规模体积压裂转变。水平井、丛式井成为长庆油田提高产量、实现规模效益开发的“撒手锏”，在鄂尔多斯盆地如雨后春笋般遍地开花。

　　以往，一口水平井在施工作业中，因庞大的资源需求量、超规模的组织方式、超长的生产周期，往往要占用一个片区的所有资源和设备，导致整个区域其他井的施工被迫停止。这一传统作业模式受到经济效益的严重挑战。

　　破解水平井、丛式井大规模施工作业中出现的困局，成为川庆钻探长庆井下公司转型升级、抢抓高端市场的重大问题。

　　2012年初，该公司管理层集结生产、技术、设备和人力资源等各方“智囊团”，共同“会诊”和梳理影响水平井作业提速提效的“瓶颈”。借鉴北美页岩气开发的工厂化作业理念，从顶层设计入手，渗透至生产、经营、组织构架、人力资源、设备管理、工艺技术创新等各个方面。

　　这一年，该公司掀起一场围绕水平井压裂施工变革的“大风暴”。按照“井型分类、队伍分级、管理分层”，“技术专攻、队伍专业、区域专包、集成创新”的要求，各个生产区域大胆实践，不断丰富和完善水平井“工厂化”压裂施工模式。姬塬、靖安、安塞、陇东等区域推行“2000+1400”型、“2000+1050”型压裂设备组合模式，提高设备利用率20%至30%;靖边项目部成立了专业水平井起下钻班、配液班，缩短施工周期……同年，川庆钻探长庆井下公司完成水平井施工271口，占长庆油田水平井总部署的63%。

　　从“系统变革”到“统一建模”

　　“工厂化压裂模式”通过积极变革生产组织模式、优化资源配置、集成创新工艺技术，实现了工序的无缝链接，使川庆钻探长庆井下公司形成月完成水平井100口、年综合完井2000口以上的保障能力。

　　该公司首先从变革生产组织方式入手，探索形成大丛式井组“专业化施工、模块化链接、程序化控制、流水线作业”模式，解决了“大液量、大排量、大砂量，低伤害、低污染、低成本”的生产难题。依靠连续油管车、修井机、双滚筒抽汲车等高效设备，建立通洗井、起下钻、液体储配供、管线连接、排液等专业化作业队伍，实现工序的无缝衔接。

　　只有达到现场的标准化，才能真正触及工厂化的精髓。该公司将作业现场分为“储液、储砂、液体混配、压裂作业、液体回收”五大功能区和“连续供水、连续供砂、连续配液、连续泵注”四大系统。建立丛式井组标准化压裂及排液管汇流程，采用高压管汇连接井组所有井口，实现了不移动压裂设备完成整个井组的压裂施工。每三到五口井连接一套排液测试管汇，交叉进行排液、测试作业，进一步提高作业效率。

　　川庆钻探长庆井下公司还首创安装、通洗井、下管柱、管汇连接、压裂施工、测试完井“六个一趟式”流水线作业模式，实现单一工序一趟过，多井批量化复制。

　　与此同时，川庆钻探长庆井下公司创新储、配、供及压裂液回收利用技术，采用水源井供水，设计制作100立方米储液套装罐，与“人工湖”蓄水模式相结合，保证大液量储液要求;以具有自主知识产权的连续混配技术为核心，实现施工与配液实时连续;采取现场直达供料，研发支撑剂包装及拆卸装置，开发大型砂漏，满足大型施工的连续供砂;研制液体回收装置，开发可回收生物清洁压裂液及稠化水清洁压裂液，实现压裂返排液的循环回收利用。

　　具有该公司自主知识产权的PSK多级水力喷射工具、不动管柱水力喷射工具及裸眼封隔器、泵送桥塞、连续油管拖动压裂等高效压裂改造技术和开发反循环水力泵，应用螺杆泵、气举阀等多种排液技术的应用，大幅度提高了施工效率。

　　川庆钻探长庆井下公司还建立机关部门、项目部、基层队三级管理模板;采取“外包低端业务、淘汰低端设备、分流低效岗位、退出低效市场”措施，改善人员紧张现状;通过大力推进数字化井场建设，实现施工作业的一体化管控。

　　为提高设备利用率，川庆钻探长庆井下公司结合油水平井不同区域施工规模和施工压力需求，在油井实行环空注入车进行套注的设备组合模式，在气井水平井采用2000+混配车+供液泵撬+转注泵撬的设备组合。按照先进可靠、经济实用原则，完成一批保障重点工程所需2000型压裂车、连续混配车、连续油管车、气井不压井修井机等核心装备的升级配套，较好满足了大规模体积压裂设备需求。

　　从低效到经济高效

　　2013年，川庆钻探长庆井下公司年完成试油气压裂酸化9006层次的业绩，创国内新高。该公司与长庆油田公司各采油气厂联手推进“工厂化压裂模式”的应用，完成水平井施工6006层次664口井，占长庆水平井总工作量的66.4%，极大地推动长庆油田水平井规模化开发。

　　去年7月，位于陕西定边县境内安平54井组，中石油百余名技术专家在井场见证了14台主压车同时对六口丛式水平井展开工厂化大型体积压裂的时刻。这六口油水平井水平段分别长达600至1500余米，各种井口管线一次性连接固定、安装到位，施工“只动工序，不动车辆”，安装、通井、洗井、测井、压裂、排液“六个一趟式”，52天完成6口井共计56层次的压裂施工。井场共建、集中供水等节省的费用，几乎能再打1口新井。

　　应用“工厂化压裂模式”后，靖平07-6井组14口气井的压裂作业实现40天完成作业，压裂酸化67层段，注入液体30588立方米，泵入砂量2389立方米，伴注液氮257立方米，平均单井完井周期4.3天，创国内单次施工完成压裂层数最多、井口数量最多等多项新纪录，累计日产气量达80.2万立方米，高峰期配产可达到100万立方米以上。

　　一大批高产油气井先后加入“上产族”。50多口水平井气井的无阻流量达到百万立方米以上，油气井水平井的单井产量均比常规井提高了3至5倍，一批老井经复压改造，由不具备继续开采价值变成单井日产达10吨左右，为长庆油田公司如期实现“西部大庆”建设奠定了坚实的基础。

　　责任编辑：赵 雪