位置导航: 首页  >  报道  >  炼化
【工程】恶性井漏难题有解了
2021年05月10日 14:17   来源于:中国石油石化   作者:本刊记者 卢凯瑞/李江辉   打印字号
  • 最大
  • 较大
  • 默认
  • 较小
  • 最小

  胜利石油工程公司钻井院研发的气举穿漏钻井技术可以更好地应对恶性井漏难题。

 

  在油气勘探开发过程中,若论石油人最怕遇到的情况,井漏可以说榜上有名。钻井过程中遇到井漏事故,轻则延长钻井周期,增加生产成本;重则无法堵漏,造成整口井报废,经济损失上千万元。

  治理井漏,不是一场战役,却胜似一场战役。中国石化胜利石油工程公司钻井院(以下简称胜利钻井院)潜心研究数年,终以气举穿漏钻井技术,攻克了常低压裂缝性漏失、中深层裂隙缝网漏失、页岩气浅表层溶洞失返性漏失三种最为头疼的漏失难题。

  初心:攻坚井漏

  上天容易入地难!地层下的情况复杂难明,而且越古老的地层,漏失越容易发生。

  面对漏失,常规处理技术主要采取堵漏方式。但因地下情况难以精确描述,堵漏施工周期长、复漏多、复杂时效高,处理不当甚至造成钻井报废。

  “单纯靠堵”难以为继,油气勘探开发急需新的治漏工艺方案。但是,新方案的方向在哪里?

  一片迷雾之中,确定攻关井漏课题的胜利钻井院欠平衡技术研究所依据自己多年工艺经验及专长,产生这样的想法:既然井漏的发生与井筒压力系统密切相关,那么是否能通过降低井内压力来治理井漏,以“降压止漏”代替“承压堵漏”?

  这一想法的产生颇具戏剧性。2013年的一天,欠平衡技术研究所副所长康波看到溢出瓶口的可乐,脑中灵光一闪:井内情况不就和可乐瓶一样吗?如果往钻井液中充气,钻井液是否能如可乐一样溢出瓶口?

  康波赶紧将这一思路跟所里的同事进行分享,得到了大家的一致认同。然而,一盆冷水扑面而来——有专家认为,可乐瓶瓶身完整,可以轻易发生气举现象;但井底是漏失状态,根本无法产生类似的气举现象。

  怀疑之声是有,但胜利钻井院的支持更大。康波跟同事们一道迎难而上,立项攻关。

  2015年,经过前期一系列准备,欠平衡技术研究所开始了气举穿漏试验。经过一系列研究,他们发现:只要上返的压力足够小,即使有漏失地层,气液也会连续上返到井口,证明了气举穿漏的可行性。方向对了!

  2017年底,胜利钻井院成立了相应的项目组,集中精力进行科研攻关。缺乏经费,便给予专项拨款;缺乏人员,便从各个研究所抽调;缺乏技术指导,便协调了以首席专家燕修良、吴仲华为首的专家团队进行科研指导……

  困难一个接一个被解决,难点一个接一个被攻克,项目组最终形成了一种以“高效降压止漏”为理念,以“穿漏特殊钻井工艺”为核心,以“双流道钻具”为基础的易漏难钻复杂地层快速穿越的钻井新工艺——气举穿漏钻井技术。

  实战:现场检验

  理论的突破,需要现场的检验。2018年的夏天,气举穿漏钻井技术实战的机会来了!

  雄安新区钻进的一口地热井发生了严重漏失。地下严重的坍塌掩埋了钻具,钻井液无法循环,想侧钻绕开这一危险地层都无法做到。

  为了堵漏,钻井队十八般武艺统统试了个遍。连篮球大的水泥球都投下井400多个,期望能够用它们来堵住漏层。但历时两个月,依然没能成功堵漏。这时,有人提议让胜利钻井院试试,反正“好坏都那样”。

  尽管上阵伊始,气举穿漏钻井技术并不被看好,但项目组深知:这是检验气举穿漏钻井技术的重要一步,必须全力以赴!

  穿漏工作进展得出乎意料的顺利——将工具安装完毕后,仅仅两天就解决了钻井液漏失问题,建立了钻井液循环。消息传来,对方领导直呼:“不可能!”

  这一次的穿漏工艺成功证明了气举穿漏钻井技术的可行性,坚定了胜利钻井院进一步研究应用的决心。

  2019年7月,项目组应用气举穿漏钻井技术开展了顺北55X井的气举漏失试验,尝试解决地下5000~6000米深层漏失难题。通过该试验验证了新研制高性能双壁钻具系统的可靠性,为西部超深井深层漏失提供了新工艺解决方案。

  2020年伊始,项目组在南川页岩气井胜页20-2HF井开展浅表层溶洞失返性地层先导试验,利用该技术一举解决了有地下溶洞及暗河存在的恶性漏失难题,进一步证明了该工艺的技术实力,为川渝地区页岩气效益开发提供了保障。

  目前,胜利钻井院气举穿漏钻井技术已经成功完成4口井先导试验,攻克了常低压裂缝性漏失、中深层裂隙缝网漏失、页岩气浅表层溶洞失返性漏失三种恶性复杂漏失,解决了循环失返,同时满足了常规MWD定向轨迹控制要求。

  胜利钻井院气举穿漏钻井技术目前已成功申请国家专利13件,正在申请涉外专利2件,增强了自主核心技术知识产权保护。

  胜利:以疏代堵

  “气举穿漏钻井技术之所以能独树一帜,关键在于以疏代堵,如同大禹治水一般。在传统堵漏技术失效的情况下能起到出乎意料的效果。”欠平衡技术研究所所长王树江说。

  “传统堵漏方法需要考虑裂缝的大小、走向、长度,是从三维层面解决问题,难度相对较大。气举穿漏钻井技术是从压力入手,是二维层面的解决方案。从压力入手,气举穿漏钻井技术无需依赖详尽的裂缝描述,便能够适应各种不同类型的漏失情况。”康波介绍说,“该技术将复杂问题简单化,因此具有更为广阔的普适性和应用前景。”

  已应用井段气举穿漏钻井技术可降低漏失复杂90%以上,综合复杂时效降低50%~60%,大大降低钻井成本。钻井少堵一次能省三天时间,而减少的堵漏时间是一笔巨大的经济效益,能大幅减少钻井成本。

  气举穿漏钻井技术的优越性显而易见,其应用前景更是值得期待。

  “十三五”以来,油气开发逐渐向深层、超深层进军,钻遇地层越来越古老。而越是古老的地层地质情况越复杂,钻遇裂缝、裂隙、溶洞、孔洞型等易漏复杂地层越来越普遍。

  “例如西部、川渝、鄂北、东部地区,地层地质年代古老,沉积环境复杂,且内部存在大量难以精确描述的流体通道及压力系统,地质上提前准确预测的难度较大。一旦钻遇,极易造成井下复杂及事故。”王树江说,“气举穿漏钻井技术在深井的应用效果已经得到了验证。”

  传统井漏,钻井液每小时漏失20~30立方米已经算得上“大漏”了。“但现在,我们面临的井漏越来越严重,有的钻井液漏失甚至高达每小时140~200立方米。”康波介绍说,“在西北,我们曾遇到钻井液漏失近7000立方米的井。原计划40天就能完钻,但因为漏失,整个钻井周期拖成了4个月,成本大大增加。”

  气举穿漏钻井技术为西北深井超深井钻井提速提供了新的身结构优化设计思路,可以在保障实现四级基本结构的前提下,将现有各开次井眼尺寸再缩小一级。通过新方案的实施,预计可大幅度降低三开次钻井周期,降低钻井成本。

  责任编辑:陆晓如

  znluxiaoru@163.com

十大热门文章月排行

活动 更多
杂志订阅