“磨刀石”上巧磨刀

○ 文／本刊記者 盧凱瑞／馬獻(xiàn)珍 王克蘭 趙 茜

工程技術(shù)的突破，讓“磨刀石”不再成為華北油氣分公司大氣田建設(shè)中的絆腳石。

爾多鄂斯盆地，號稱“半盆油、滿盆氣”，但巖石空隙非常小，僅相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的半徑，需要用專用顯微鏡才能觀察到，因此被形象地稱作“磨刀石”。

地處鄂爾多斯盆地邊緣地帶的大牛地氣田、東勝氣田，地質(zhì)條件更復(fù)雜，儲層厚度薄、滲透性差，地層壓力系數(shù)和含氣飽和度低，開發(fā)難度世界罕見。

想要在比“磨刀石”更為惡劣的儲層中有大的油氣突破，工程技術(shù)水平是決定性因素?！肮こ碳夹g(shù)進(jìn)步速度一定要跟上低品位油氣藏下降速度?！敝袊A北石油局局長、華北油氣分公司總經(jīng)理呂新華強(qiáng)調(diào)。

鄂

打快—降低鉆井成本

因儲層非均質(zhì)性強(qiáng)以及低壓、低滲、低豐度的先天缺陷，開發(fā)初期的鄂爾多斯盆地被世界知名能源咨詢公司判定為邊際油氣田，斷言使用常規(guī)技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)。

“工程技術(shù)的進(jìn)步推動著石油工業(yè)的發(fā)展。只要我們工程技術(shù)水平足夠高，就一定能突破‘磨刀石’，實(shí)現(xiàn)致密砂巖氣有效開發(fā)！”華北油氣分公司工程技術(shù)研究院院長李克智堅(jiān)信。

工程技術(shù)研究院發(fā)起了對鉆井速度的挑戰(zhàn)—鉆井周期直接關(guān)系著成本，關(guān)系著能否實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)。

戰(zhàn)略已定，戰(zhàn)術(shù)更要科學(xué)。

工程技術(shù)研究院以地質(zhì)認(rèn)識為先邁出了第一步。通過相應(yīng)的地質(zhì)認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)因地質(zhì)原因?qū)е碌木?、井壁坍塌、鉆頭機(jī)械鉆速慢等，是制約鉆井速度的主要因素。問題一旦找到，即可一一下方抓藥。

針對井漏問題，工程技術(shù)研究院通過研究地層的裂縫發(fā)育、泥巖分布及成分，根據(jù)不同的機(jī)理尋求解決方案。根據(jù)裂縫開度不同研制出了厘米級、納米級堵漏材料，精準(zhǔn)堵漏，防止鉆井液漏失破壞儲層。

針對井壁坍塌問題，工程技術(shù)研究院研發(fā)應(yīng)用低傷害、低成本鉀氨基鉆井液，采用物理化學(xué)耦合防塌技術(shù)，有效防止井壁坍塌，縮短鉆井周期。

針對鉆頭機(jī)械鉆速慢問題，工程技術(shù)研究院建立鉆頭大數(shù)據(jù)庫，根據(jù)不同井段、不同巖層選用不同鉆頭，提升機(jī)械鉆速。

“原來每次更換鉆頭、鉆具需3～5天時(shí)間。我們利用大數(shù)據(jù)將鉆頭、鉆具合理配合，實(shí)現(xiàn)二者同時(shí)更換，有效減少了更換時(shí)間。”華北油氣分公司工程技術(shù)研究院副總工程師、鉆井所所長王翔介紹。

華北油氣分公司“打快”成效顯著。大牛地氣田水平井平均鉆井周期54.29天，較2010年縮短32.92%；東勝氣田錦58井區(qū)水平井平均鉆井周期67.35天，較2015年縮短28.67%。鉆井成本上，大牛地氣田鉆井成本較2010年下降42.2%；錦58井區(qū)鉆井成本較2015年下降16.41%。

打好—以效益井為目標(biāo)

破解世界級難題的邊際油氣田，鉆井過程中“打快”是基礎(chǔ)，“打好”是關(guān)鍵。

“要使邊際油氣田產(chǎn)生效益，不僅需要降低鉆井成本，更需要提高單井產(chǎn)量，使每口井都成為效益井?！崩羁酥潜硎?。

不同于美國海相致密氣藏砂體大而厚的情況，華北油氣分公司區(qū)塊地層屬于河道沉積，砂體小而薄。打好效益井要求鉆井過程中盡可能提高儲層鉆遇率，讓井眼軌跡多穿過有效砂體。

人們往往用“上天”形容那些再困難不過的事情，但采用鉆頭穿過厚厚巖層鉆入不可見的幾千米深的地下，并實(shí)時(shí)掌握鉆頭的鉆遇情況比上天更難。

為了減少無效進(jìn)尺，降低成本，華北油氣分公司優(yōu)化鉆井軌跡，將導(dǎo)眼斜度由大斜度（70 度）優(yōu)化為小斜度（40度）。小斜度鉆井對鉆頭控制提出了更高要求，需隨時(shí)調(diào)整鉆頭鉆進(jìn)方向，讓鉆頭準(zhǔn)確穿梭于目標(biāo)砂巖層中，更需要隨鉆測控，根據(jù)鉆頭鉆遇巖層情況時(shí)時(shí)調(diào)整鉆進(jìn)方向。這就需要使用精度更高的測控儀器。

“早先我們使用MWD隨鉆測量，所得結(jié)果有半小時(shí)延遲，難以滿足需要?，F(xiàn)在我們采用了精度更高的LWD隨鉆測井儀器，足以讓鉆頭輕易穿梭在目標(biāo)砂巖層中?！蓖跸枵f，“開發(fā)井氣層鉆遇率和成功率分別同比提高了5.6和2.7個(gè)百分點(diǎn)?！?/p>

此外，針對部分區(qū)塊地質(zhì)復(fù)雜、儲量有效動用難度大的問題，工程技術(shù)研究院自主創(chuàng)新形成恒工具面三維水平井鉆完井技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在同一井場打出多口井，而井距極近的數(shù)口井也可以互不干擾，將難動用儲量吃干榨盡。

“目前我們最多可以在同一井場打出3口三維井，不僅節(jié)約大量征地費(fèi)用，還使得原本會互相干擾的生產(chǎn)井‘口口出氣，口口見效益’。”華北油氣分公司工程技術(shù)研究院鉆井所主任工程師閆吉曾介紹。

增氣—病態(tài)井換新顏

華北油氣分公司運(yùn)用實(shí)用的鉆井液體系，最大程度保護(hù)儲層。 攝影/馬獻(xiàn)珍

大牛地氣田及東勝氣田，儲層氣水關(guān)系極為復(fù)雜，極易發(fā)生水竄、水淹現(xiàn)象。一些氣層儲量原本充足的氣井，一旦發(fā)生水竄、水淹，輕則產(chǎn)量大幅下降，重則產(chǎn)量直接從數(shù)萬立方米削減到零。

治理水竄、水淹的病態(tài)井，成為擺在華北油氣分公司面前的又一難題。若不“醫(yī)治”好這些井，不但穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)難以達(dá)成，因?yàn)樗驮斐傻漠a(chǎn)量損失更會讓盈利變得困難。

為解水患，工程技術(shù)研究院推廣功能性泡排、氣舉輔助排液、速度管柱排水采氣、井筒凈化處理技術(shù)等多項(xiàng)工藝技術(shù)。

針對大牛地氣田低壓低產(chǎn)問題，工程技術(shù)研究院積極開展單站單泵多井連續(xù)泡排、高產(chǎn)液氣井高效排采工藝技術(shù)和負(fù)壓排采技術(shù)試驗(yàn)研究，形成二期增壓后大牛地氣田泡排體系，確保了低壓條件下泡排成功率持續(xù)保持在 85%以上。

針對東勝氣田氣井產(chǎn)液量大的特點(diǎn)，工程技術(shù)研究院自主創(chuàng)新形成“井下機(jī)器人”柱塞排水采氣工藝，通過“井下機(jī)器人”的上下行走，實(shí)現(xiàn)井筒積液排出。

伊深1井，是國家地質(zhì)總局第三普查勘探大隊(duì)于1976年在內(nèi)蒙古什股壕打的第一口探井。“井下機(jī)器人”試驗(yàn)選中了這口功勛井。實(shí)驗(yàn)中，“井下機(jī)器人”連續(xù)運(yùn)行時(shí)間最長達(dá)188小時(shí)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)氣量、產(chǎn)液量、液氣比升高，油套壓差減小，生產(chǎn)時(shí)率達(dá)到98.3%。這口40余年“井齡”的老井煥發(fā)出了“第二春”。

“運(yùn)用排水采氣新技術(shù)，華北油氣分公司氣井綜合遞減率由原來的12%左右降低至8%以內(nèi)，穩(wěn)住了產(chǎn)量，提高了效益?！崩羁酥钦f。

僅2018年1-10月，華北油氣分公司通過完成296口水淹井排水采氣治理，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)增氣2262.8萬立方米。