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【开发】海底珠峰打成记
2026年10月14日 10:59   来源于:中国石油石化   作者:郭宇堃   打印字号
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  打成首口8000米级超深井,标志着南海西部油田钻完井能力迈上了新台阶。

 

  8038米——接近珠穆朗玛峰的高度;27.82天——全球海上8000米级井深最短钻井周期纪录。

  这两个数字,属于同一口井:中国海油自营第三深井——文昌9-7-A20井。它的诞生,让南海西部油田钻完井作业能力一举从6000米突破至8000米,标志着我国海上超深大位移井钻井技术实现重大突破。

  一杯茶里的“融散”智慧

  大位移井作业,最让人头疼的是井眼清洁。

  文昌9-7模块钻机坐落于南海西部文昌海域。钻进过程中,合成基钻井液携带出的含油钻屑经专业装置处理后于海面以下60米排放,返出的岩屑量无法定量检测。井眼清洁判断难度大大增加。

  从业数十年的中国海油湛江公司文昌优智开发项目经理郑金龙没有被难住。“换个角度思考,只要做好循环系统维护,钻井液的消耗量就能直接反映返出的岩屑情况。井眼清洁的底子,就藏在活动池液面的变化里。”他自信地说。

  据此,“泥浆损耗比”创新概念被提出,井眼清洁有了直观的判断依据。

  但岩屑高效运移出井筒,才是必须解决的根本难题。机械钻速越快,切削的岩屑尺寸越大,携带出井筒所需的能量就越高。业内普遍认为,控制大位移井段机械钻速在60米/小时以内,是保障井眼清洁的有效手段之一——提速与清洁,似乎成了一对“冤家”。

  转机来自一次再寻常不过的休息喝茶。

  那天,郑金龙在平台作业间隙端起茶杯。一勺茶叶放进热水中,大颗粒、重量大的直接沉下去,小颗粒、重量轻的浮在水面。“能不能让岩屑也像茶叶一样,融进钻井液里分散着出来?”这个念头让他眼前一亮。

  岩屑“融散携带”理论由此诞生:通过精细设计钻具中岩屑床破坏器“每500米一组,近钻头疏、远钻头密”的差异化矩阵排布,岩屑在钻进和倒划眼过程中被不断碾碎,更好地融进钻井液;配合中国海油特色“三高两大”工程参数和兼顾冲刷、携带的大位移钻井液性能标准,岩屑运移动能大幅增强。

  结合以泥浆损耗比为核心的多因素耦合井眼清洁评价方法,团队可实时修正机械钻速及划眼、循环时间。“效果立竿见影。”郑金龙说,“大位移井段机械钻速提高了一倍,划眼循环时间减少了60%。”

  全漂浮旋转让套管“飞”入地层

  技术套管贯通表层与目的层,是超深大位移井的咽喉。在超长裸眼施工环境中,套管下入易发生遇阻、卡滞,是长期困扰钻井行业的技术痛点。行业普遍采用加装漂浮接箍的半漂浮下套管工艺,但后续工序耗时较长,安全隐患也不少。

  “既然沿用传统工艺步履维艰,我们就舍弃漂浮接箍,攻坚套管全漂浮旋转下入工艺。”郑金龙说,“把沉睡的地下储量转化为实实在在的油气产能,不能等。”

  全漂浮旋转下套管,在南海西部没有任何实操先例。下套管前井眼需要满足什么状态?全漂浮加旋转要求套管达到什么性能参数?每一道题都需要在一遍遍测算中印证方案的理论可行性。

  “让套管漂浮,就好比湖水中翘起的空心竹竿。”郑金龙打了个比方——漂浮状态能大幅减少套管与井壁的接触,降低下套管摩阻。当套管下放悬重小于受到的摩阻时,增加旋转可进一步降低摩阻。“这项新工艺好比给套管加上翅膀,助力其顺利到位。”

  即便理论数据支撑方案可行,套管粘卡、下入失效、浮重不足等未知风险依旧如悬顶利剑。为此,团队专门开展了地毯式摸排,对划眼浮鞋、旋转下套管工具等关键工具逐一核实,按照不同地层、不同井况分门别类,量身打造多套应急备用方案,从源头织密风险防控网。

  当套管平稳下入至设计深度的那一刻,郑金龙终于松了一口气:“首次全漂浮旋转下套管工艺顺利落地,是南海西部超深大位移井技术的巨大突破。以前4公里以外的油气资源,看得见够不着。现在6公里以内,都进入了我们的‘射程’。这让很多原本不值得开发的边际油田,变得划得来了。”

  AI给钻完井装上时效大脑

  “接立柱、下管柱、预接及拆甩钻杆……每口井都要重复成百上千次,要怎样才能越干越好?”一次项目研讨会上,郑金龙抛出了这个问题。

  传统做法是等作业完成了再分析效率。可事后分析易受人为主观因素影响,等到下次作业新的问题又出现了——总是处于“慢半拍”的尴尬处境。

  “其实细心观察可以发现,这些钻完井的基础操作步骤固定且简单。每次在录井曲线上看,都像间隔大小差不多的图像在复制粘贴。”郑金龙说,“关键是如何让AI知道不同曲线代表的工况。”

  依托数字孪生技术,团队将原先各平台不同工况的录井曲线喂给大模型,充分发挥图像识别和矩阵化处理优势,做好工况识别第一步。

  让AI知道“干的什么活”之后,还需统一判别标准,才能判断作业干得快不快。

  由于不同平台设备、环境和作业习惯等客观因素存在差异,团队建立了各平台操作数据库,结合蒙特卡洛概率模型,构建了“前30%为优、30%至50%为良、50%至70%为中、后30%为差”的四级评价标准,并对应绿、黄、橙、红四种报警色。

  基于一系列创新攻关,团队成功自主研发了钻完井作业时效智能分析与动态管理系统。系统以雷达图、柱状图和折线图等多种形式直观反映各项工作时效快慢,配套两级预警功能,现场和陆地均能第一时间收到报警。

  如今,南海西部钻完井人,只需通过电脑屏幕上的时效系统,就能实时了解、及时干预现场作业时效。系统对作业工况智能识别精度超95%,单项作业效率提升达35%。AI不再是科幻电影里的概念,而是钻台上实实在在的“同事”。

  以文昌9-7-A20井为代表,南海西部钻完井人正用“快”的速度、“省”的智慧、“优”的品质,书写着超深大位移井的新篇章。

  责任编辑:陆晓如

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