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江汉油田形成了超长水平井安全高效钻井配套集成技术体系。
完钻井深8517米、水平段长5442米、钻井周期53.88天!中国石化江汉油田涪陵页岩气田焦页44-Z5HF井刷新了亚洲页岩气井井深最深、亚洲陆上水平段最长、中国石化井深8000米以上钻井周期最短等多项纪录,树立了页岩气高效开发的新标杆。
这一重大突破,将有力促进涪陵页岩气田提高储量动用程度和采收率,为页岩油气高效开发提供新样板。
超长水平井技术
要想成功实现超长水平段钻进目标,井位选择是关键。
水平段超过3000米就是超长水平井。在江汉油田涪陵工区,经过10多年的技术迭代,超长水平井数量非常多。江汉油田积累了大量的技术储备、现场经验,并形成了一套选井技术标准。“我们不仅有信心,更有实力和优势。”江汉油田工程技术管理部经理张玉强说。
在焦页44-Z5HF井设计之初,地质、钻井、压裂、安全等专业的权威专家进行5000米以上水平段施工可行性论证后,一致认为具备地质条件,技术可行且风险可控。因此,首次设计5000米以上水平段的页岩气水平井。
根据建模数模一体化技术构建的“透明”气藏模型,江汉油田最终优选出焦页44号区块的龙马溪组下部优质页岩层,敲定了井位。
地质上满足条件,钻井工程施工能否达到要求,也是方案需要考虑的一环。技术人员利用数值模拟与动态推演技术,模拟方案的可行性,优化井眼轨迹与钻井参数,让方案达到最优。
“水平段太长,如果出现不可预见的异常,处理起来难度系数很大。”江汉油田产建管理中心钻井专家代永波说。
在3000多米的水平段,他们已经有很多经验,但此次水平段长度以前没有施工过,无处理经验、无可借鉴的方法。如果出现异常情况,导致工程施工复杂,应该如何处置?不仅是钻井施工。压裂施工是否有配套的设备、工艺完成压裂和试气?
面对这些难题,江汉油田集思广益、大胆假设、小心求证。技术团队全面分析邻井资料,运用地质工程一体化智能预警技术,细致进行风险评估,多次研讨优化。通过反复推演与多方案比选,最终形成钻井工程方案。
超深井高性能装备配套技术
工欲善其事,必先利其器。
为顺利完成本次钻井施工,江汉油田依托超深井高性能装备配套技术,形成“强动力—精控固—智操控”三位一体配套技术体系,提升超深地层钻探动力和钻井液净化能力,实现超5000米长水平段高效钻进。
该技术明确超长水平段延伸的设备选择标准,要求施工方优选装备和配套设施。
长水平段施工中,钻具更长,导致井下摩擦阻力增加,影响钻进。江汉油田迭代升级水平段降摩减阻技术,优化钻具组合及清砂短节布局,强化随钻清砂并实时监测岩屑浓度,开展分段循环清砂,降低摩擦系数,保障超长水平段钻具安全;应用“扶正器优化+减阻剂”,解决套管下入摩阻大的难题。
泥浆性能好坏直接与井下摩擦阻力挂钩,必须在降低井下摩擦阻力上想办法。江汉油田应用高性能润滑钻井液技术,要求施工中加强钻井液性能控制,优化泥浆配方,达到延伸钻进长度,满足钻井方案设计。
“8000多米的井深,钻屑能不能携带出来,关系着钻进是否能顺利进行。”代永波说。
江汉油田利用水力参数优化与携岩效率模拟技术,根据井眼、钻具尺寸、转速等条件下的携岩排量,得到相应井深条件下的泵压和泵功率,给出泥浆泵排量的具体参数,方便施工方选择合适的泥浆泵设备。利用固控系统技术分析,得出固控设备的所需配置,开展整体换装负压振动筛,增加振动筛筛布的目数,控制泥浆循环系统中细微小颗粒有害固相。
不仅仅是钻具和泥浆。导向工具(旋转导向)、钻机顶驱、地面工具设备、井下作业工具……每个细节一个个抠,为施工打造精良“武器库”。
科学钻井优快技术
水平段初期的施工质量,对后面延伸起到关键作用。
在即将进入水平段施工时,技术团队每天上午定时讨论。工程、地质、科学钻井、监督、施工方等各方面的人员都要使用科学钻井平台。
“就是要把地下情况掌握清楚,及时调整应对,满足当前钻井需要。”张玉强说。如果遇到特殊情况,各方面就利用科学钻井平台分析讨论。
一次,科学钻井平台提醒钻井进尺计算和观察带来的岩屑数量存在差距。“比如应该出2立方米岩屑,井口只返出来1立方米岩屑。”代永波说。为啥还有1立方米岩屑在井底?必须找到原因。如果岩屑返出异常不及时排查,会造成工程故障。
针对超长水平井裸眼井段长、地层薄弱点多、受邻井压裂造缝影响等特点,江汉油田成功应用微纳米预封堵防塌技术,通过优选不同粒径刚性封堵材料,复配超级石墨、油溶性沥青等可形变防塌材料,实现井壁全粒径致密封堵;优选一体式乳化剂、液体降滤失剂、流型调节剂等高效处理剂,确保超长水平段施工井壁稳定。
在水平段5084米时,遇到突发情况——泥浆发生细微的漏失。在下达停工指令后,江汉油田组织现场和后方的各路专家,通过“线上+线下”的方式分析原因,认为这次漏失风险较小,在可控范围内。因异常发现及时、处置得当,得以继续钻进。
打得快,还要打得好。“我们还要保证轨迹的平缓,兼顾穿行率,为后期压裂改造储层提供良好的条件。”张玉强说。该井精准高效完成水平段轨迹调控,工程优质推进并安全完钻。“地质—工程”双甜点靶窗穿行率高达99.4%,为页岩气高效开发提供了范本。
责任编辑:陆晓如



