2023年,成功火油工程渤海钻井40619队在陈庄、胜坨区块4口井初次拔取全进程套管钻井手工,完钻井深2312米、水平位移854米,验证了套管钻井身手的可行性,为激动告捷东部老区大幅进步采收率、助力油田永久稳产增效带来了曙光。
现在,取胜火油工程瞄准速速高效低本钱筑井政策,用心攻关井网浸构、井筒工程和自动化钻机等套管钻井成套时间,全力鼓动工艺与拔擢立异。
套管钻井是在钻进进程中运用套管庖代钻杆串竣工钻井作业,完毕钻进与下套管作业二合一,可一趟完钻,是惯例钻井的极简版。这项技术初步于海外,复兴于低油价时分,频年来在全球领域内获取迅速展开。
数据阐明,与惯例钻杆钻井比较,套管钻井可提高临蓐时效25%~30%,具有削减井下紊乱、纠正井控境况、卵翼产层等优势,是钻井工程的革新性身手。取胜火油工程钻井院早在十几年前就起色过套管钻井相关技艺筹商,但受限于其时的钻井工艺和本事修修,调查遵守并不抱负。
2021年,为已毕难动用储量有用征战、低产医治井规划制作,处理老油田断块驳杂、非均质性苛浸、注采井网不满足等标题,成功火油工程钻井院再次与套管钻井较上了劲儿。
“告捷东部老区中浅层油藏地质储量31.3亿吨,因为老区中后期新筑产能工程本钱高,近2/3难动用、未动用储量停留地下。”钻井院党委告示杨海波途,“悉数人必定仰仗技术出息,抵触限制低本钱勘察作战的瓶颈,开释更多井位,为国家动力慈祥供应更好确保。”
套管钻井看待油田增储上产的含义众多,首口井调查告捷更是对增强真实油服职业的崇奉至合危殆。告捷火油工程飞快保护了以公司高级大师吴仲华为首的研制团队,抽调机灵实力,填塞商讨规划,倒排研制评论。“全通过套管钻井要做到全进程不起钻,就像火箭发射类似,开弓没有回头箭,一旦开钻,每个设备必定一次取胜。”吴仲华叙。
研制团队面对的第一个贫窭就是怎样告竣二开“一趟钻”。“不光要用二开钻头钻穿一开钻头,何况要打完反目的进尺。这不是用本身的矛攻本身的盾吗?”钻井院高端兴办中心主任关舒伟把疑问咽回了肚子里,与专家团队一遍遍方案、推倒浸来,效果研制出一款软硬兼具、外刚内柔的可钻式钻头和一款专打钻头的强攻击性钻头。
朝着联关主旨,他们都铆足了劲儿:钻井工艺筹商所研制了随钻光纤陀螺仪器,用于控制套管磁力搅扰标题;钻井器件研究所研制了参与式止回坐键器件,用于仪器打捞,不到一个月就已毕了方案加工。同眼前间,高端建树家当化中心开足马力加工高抗扭套管柱撮合井下器械。彻底5月,车间灯光明后。
进程紧锣密胀的妄图,2023年6月,陈23-更27井开钻。这是国内首口全进程套管钻井施工,路理非同平常。一共筹议人员完备列入,暗下信仰,“只许成功,不许波折”!
钻井院井筒压力测控所宋荣荣博士是商量团队仅有的女职工,担负辘集每路工序的施工材料。当一开钻头取胜打到421米、二开钻头入井,看着惊扰筛上跳动着亮闪闪的钻头碎屑,她第且自间向大众关照了这个好音问:“一开钻头被成功钻穿了!”末端,陈23-更27井不孚众望历时6.25天完结了速速、慈祥、高效完井,钻井周期比邻井畏缩了2.95天。
抓住时机,一周后,同渠道的陈23-斜更29井告捷已毕定向井调查,创3项世界记载。“在此之前,国内厂商从未有过不选用底部钻具拼集的套管钻井定向作业。梦思成真的感触太棒了!”吴仲华笑着路。
套管钻井技艺一旦老练,不光大约告终取胜东部老区二开制中浅层井快疾低本钱修井,并且恐怕运用于西南页岩气、细巧气的浅表层、缺点型、岩洞型漏失地层和易零星地层的速速穿越,以致能在煤层气、浅层地热作战中发挥遵守,为企业转型起色劳绩新质生产力。
“悉数人们要离间更高难度的区块、更羼杂的井。”告捷火油工程钻井院院长裴学良说,“实践是检测真理的仅有法度,只要进程充满的实验,把成功的偶然性曲折为必然,才调让一项新时期形成值得信赖的好时分。”
举动山东境内首个探明的大油田,胜坨油田进程近60年的作战,依然“垂年老矣”。要是套管钻井技术能给老油田带来“老态龙钟”的曙光,那将为打造“百年取胜”注入强心剂。
与陈庄地域比较,胜坨油田井深更深、位移更大、施工难度更高,奉行套管钻井面对着高造斜、大位移、井网集合、防碰绕障等时期赤贫,对套管接箍承扭、轨道控制、固井材料等都提出了较高央求。
技艺需求进一步晋级。研制团队联合陈庄套管钻井的成功意会,针对胜坨油境地质工程难题,急忙制订了2-3-斜222井一开、二开套管钻井期间改写完竣方案,不到两个月的年光年月就施行了地上、井下东西的预备及钻井专用套管的方案与加工。
套管加工最能表明科研人员饱经沧桑的事情情绪。研制团队进程多量算计,将套管壁厚从10.54毫米减至9.17毫米。毫米等级的调整带来的是本钱的进一步低浸。为担保套管承扭舒畅钻井乞请,全班人还从新组织套管接箍,研制出抗扭才略来到19000牛·米的139.7毫米高抗扭钻井型套管。一起,可钻式套管钻头进程速速迭代晋级也已抵达世界同类产品时分秤谌。
2023年10月27日,2-4-斜更300井开工。该井完钻井深1935米,取胜运用了高抗扭套管等一系列新器件。同年11月9日,2-3-斜222井诬蔑更高难度,井深到达2312米,创国内套管钻井井深最深、秤谌位移最大两项纪录,布满验证了套管钻井技术的可行性。
“施工进程中,因为施工区块老井错综混合,地下井网密如蚁穴,防碰难度很大。”钻井院钻井工艺磋议所赵洪山博士叙,“咱们体会轨路绕障优化、实时防碰扫描、周详化轨道限制手腕,完结了与邻井最小防碰间隔10米以上,确保了轨道限制平和。”
不光如此,在2-3-斜222井期望的调查中,研制团队还运用了MWD(随钻勘察)伽马探管,在井深1400米之后告捷考中伽马数据,统辖了地层岩性区别难标题。查核落暗地,咱们具体经历,研制了扩展式钻头,完工了进尺后液压刀翼蔓延张开,为下开次钻头让出钻进通途,废除了用钻头打钻头的“内讧”,使国产套管钻井功夫不断竣工。
现在,成功火油工程套管钻井功夫已具有扩大运用条款,但研制团队仍不满足现状,聚集井网重构、井筒工程和自愿化钻机等成套功夫迈出了新的进程。“打造老油田举高采收率的‘工程驱动标准’,让不或许钻的井变为或许,填塞开释钻井事宜量,是悉数人的光辉职责!”裴学良路。
取胜石油工程渤海钻井40619队渠道司理 牛士营:由咱们承钻的2-3-斜222井全进程采纳套管钻井技术完钻,井深2312米、垂深2095米、秤谌位移854米,创国内套管钻井井深最深、水平位移最大两项纪录。对钻井工人而言,操作全进程套管钻井身手削减了起下钻、通井、下套管等施工方法,钻完井一步到位,并且不用钻杆打井,意味着往后不再需求大型钻机,简捷型自动化钻机将取而代之。到其时,钻井施工不用再劳师动众,单井本钱和职工作业强度都将大大下降。
油气钻井本事是闪现油气藏、征战油气通道、下降单井产值、消沉归纳本钱、完毕油气高效筑设的急急身手。21世纪从此,跟着超深井钻井、海洋深水钻井、水平井“一趟钻”等钻井身手的速疾期望,拓宽了油气勘察作战周围,已毕了深层、深水、分外规等油气资源的经济有用设备。
在动力转型、新一轮科技革新加快演进的大布景下,油气钻井本事的兴旺面对许多寻衅。一是跟着油气勘察筑设向深水、深层、异惯例等规模永久促进,资源道德残次化和作业景象稠浊化进一步加重,设备难度无间增大,对钻井时间提出了更高仰求;二是全世界动力转型激动油气财富链向低碳化发扬,对钻井功夫发扬的方向和政策提出了新的苦求;三是数字化、智能化正在引领新一轮科技及财富改进、催生杂乱打败性立异,并向油气职业继续分泌与一致,苦求钻井期间抢抓数字化兴旺时机。
为升高恰当同化地层和情状的技术,惬心油气勘察设备增产上产、降本增效、低碳起色的必要,在讯休技艺、人工智能和新材料等高新期间的鼓动下,钻井年月正向高功用、低本钱、智能化、绿色环保等倾向发扬。
进程多年继续攻关,悉数人国变成了系列配套油气钻井年月,底子合意了油气勘察开发的必要,但在高功效智能拯救导向编制、超高温井下测量用具、继续管钻井年月等方面与海外时间又有必定距离。在确保国家动力安全、带动油气高质量发展的哀告下,需求盘绕“两深一非一老”、绿色低碳和数字化领域,加快合键钻井本事的攻关和扩大运用,接济打造油气上游新质临产力。
一是针对深层超深层油气高温、高压、高应力等困难,研制深层超深层优速钻井、高温高密度井筒事端液款式、220摄氏度井下测控仪器等钻井年月,擢升深层超深层驳杂境况作业才能。二是针对海洋深水钻井作业危险高、地质情况搀和等难题,研制深水控压钻井、双梯度钻井、无隔水管钻井等安闲钻井功夫,升高海洋油气征战的安全性和靠得住性。三是针对非惯例油气作战作用差、降本增效难度大等清贫,研制5000米长程度段程度井钻井、随钻远勘探、智能拯救导向编制等提快提效钻井技术,大幅懊丧吨油本钱,告竣页岩、具体低渗油气藏经济高效修立。四是针对老油田挖潜油气水合联杂乱、单井产值低一级费事,筹议套管钻井、高级级分支钻井、最大储层斗争(ERC)钻井、连续管钻井、超短半径径向程度井钻井、老井侧钻、仿生井等遍及单井产值钻井时分,最大个别地比武糟粕油,遍及单井归纳效果。五是环绕高温地热和干热岩修建、地下空间储能、二氧化碳封存与行使、油气修设全进程节能减排等新动力新边界,协商微波钻井、等离子钻井、U形井钻井、燃料电池钻机创设等满足新动力构筑的非常钻井工艺和低碳钻井时分,竣工油气财物绿色低碳发展。六是环抱油气职业数字化转型和智能化期望,挑选大数据、人工智能、数字孪生等本事,凭借自动化钻井征战和高端智能新材料,交兵智能钻井时间,实时看守和优化钻井通过,完工油气钻井全自主智能决议方案和关环调控。
套管钻井年月是怎样针对老油区勘察筑立的困难施行改进的?比较死板钻井编制有哪些昭着优势?
取胜火油工程钻井工程高级世人 吴仲华:通过60余年的勘探制作,取胜油田主力富油洼陷的石油探明程度已达50%以上。可是,在暂时已作战的40多亿吨地质储量中,采收率小于20%的有14亿多吨。假使有愈加经济的手法将采收率升高10个百分点,将坚持成功油田2340万吨稳产大约20年。
老油区勘察设备坚苦急需新年月来破解。套管钻井功夫正因而标题为导向,针对老油区中浅层加密钻井展开的一项匆促的立异课题。短暂看来,因为套管钻井施工是根据单根套管举行的,告别于保守双根或三根钻杆构成的立根钻井编制,无须二层台和驳杂巨大的井架结构,假如在保守钻机上施行套管钻井作业,无异于“大马拉小车”。为了完结快快筑井、速疾迁居,抵达进一步委曲钻井本钱的主意,有必要大幅中止钻机体量。钻机小型化,防喷器、泥浆泵等配套制作也将随之削减,控制将加倍生动快捷,功能也加倍简化合用。
本年下半年,告捷石油工程研制的套管钻井专用钻机将闪亮面世。它拔取车载模块化方案,集成液压站、绞车、井架、顶驱等构筑快捷装置,可大幅削减非直接作业功夫。或许猜思,以来钻井本钱将不再是限制井位铺排的严浸要素,日产1吨、2吨油的井也有赢利,将为老油区开发释扩张量井位,把夙昔那些“食之庸俗、弃之体恤”的“鸡肋”断块变成新的“聚宝盆”。
套管钻井不需求起下钻,钻完井直接固井,后续完井作业年月大幅萎缩,在车载钻机的加持下,往日200米的井距大约加密到几十米一口井,钻井好像在稻田里“插秧”,牢靠达到“井位自在”。
套管钻井专用钻机清晰了“坚持高出发点立项”,把钻井全进程的自愿化、样板化、智能化举动终极政策,从安全、井控、井下目标、创设、井柱等要害方法实行全方位科技改进,争夺做到一部钻机惟有几个人就能控制,进一步完毕长途控制、钻台面无人。
尽管,这些想象的告终需求大批科研改进搀扶,必定打破固有脑筋方式,筑造一套全新的榜样方法,这是前所未有的诽谤,也是所有人刻苦完毕的方法。
在套管钻井的“结束一公里”固井施工中,面对的重要寻衅有哪些?是何如破解的?
告捷火油工程固井功夫就事中心副司理 徐军浩:套管钻井所以套管庖代钻具钻进的一项改进功夫,能简化钻完井作业进程,有用削减井下搀和事故,完工速快高效建井。尽管这项新技巧的好处不少,但在“结束一公里”固井施工中,也生计井筒质地不知道、井下情况不清楚等许多施工难点。
在陈23-更27井、陈23-斜更29井的施工中,固井技巧就事中心攻闭小组科学确诊影响固井材料的成分,精确拟订优化施工核算。商洽到施工井规模的注水井无间注、地层流体不中缀对井筒变成打乱,易激起固井材料问题和井控安定损伤,攻关小组履历筹议证明、井下步武算计和配方优选,更始拔取低温早强水泥浆款式,谨慎确保了低温条款下的水泥石强度;拔取抗搅扰水泥浆方式,禁绝周边注水井或地层水等井卑鄙体对水泥浆的腐蚀;优选控压固井年月,有用悲观了注水泥进程中发生井涌或水浸损伤,末端完结两口井固井施工进程一次成功率100%。此中,陈23-更27井固井质量来到双界面优质,得回甲方高度认可。(王 宁 收拾)