攻堅克難結(jié)碩果——工程院鉆井所積極打造一流鉆井工藝技術(shù)

□ 孫連環(huán)

鉆井所科研人員在元壩121H井創(chuàng)造了6991.00米垂深最大世界紀(jì)錄，在元壩101-1H井創(chuàng)造了7971.00米井深最大世界紀(jì)錄。

自2009年建院以來，工程院鉆井工藝研究所（以下簡稱“鉆井所”）秉承“培育技術(shù)鐵軍，創(chuàng)建一流院所，打造上游長板，奉獻(xiàn)中國石化”的建院宗旨，以服務(wù)勘探開發(fā)、消除鉆井技術(shù)瓶頸和研發(fā)新技術(shù)為己任，開拓創(chuàng)新，攻堅克難，在深井超深井鉆井技術(shù)、特殊結(jié)構(gòu)井鉆井技術(shù)、非常規(guī)鉆井技術(shù)等核心技術(shù)研究中取得突破性成果，形成了鉆井地質(zhì)環(huán)境因素描述、工程設(shè)計、提速提效、控壓鉆井、隨鉆測量、水平井軌跡控制、膨脹波紋管、旋沖鉆井等8項特色技術(shù)，多項技術(shù)處于國際先進(jìn)水平，部分達(dá)到國際領(lǐng)先水平，為提高鉆井工程質(zhì)量和效率發(fā)揮了重要作用。

元壩超深水平井鉆井技術(shù)成果突出

面對元壩氣田超深水平井鉆井技術(shù)難題，鉆井所科研人員持續(xù)攻關(guān)，形成了以超深水平井優(yōu)化設(shè)計、鉆井綜合提速、井眼軌跡隨鉆測量與控制、井下鉆具組合優(yōu)化與降摩減阻等為核心的元壩超深水平井鉆井配套技術(shù)，突破了元壩地區(qū)開發(fā)對國外技術(shù)的依賴，研究成果應(yīng)用9口井，平均鉆井周期同比應(yīng)用前縮短105.61天。其中在元壩121H井創(chuàng)造了6991.00米垂深最大世界紀(jì)錄，在元壩101-1H井創(chuàng)造了7971.00米井深最大世界紀(jì)錄，研究成果總體達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中超深水平井軌跡控制技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

重點地區(qū)鉆井提速提效成果顯著

針對四川元壩、西北巴麥、東北長嶺等地區(qū)的深井提速難題，鉆井所與各油田和施工單位密切合作，聯(lián)合攻關(guān)瓶頸技術(shù)、集成配套成熟技術(shù)和試驗應(yīng)用專項技術(shù)，鉆井速度進(jìn)一步提高，工藝技術(shù)日趨完善。元壩地區(qū)形成了以超深井優(yōu)化設(shè)計、鉆井綜合提速等為關(guān)鍵的超深井高效鉆井配套技術(shù)，完成的示范井平均機(jī)械鉆速2.28米/小時，較應(yīng)用前提高了44.3%。西北麥蓋提地區(qū)形成了復(fù)雜地質(zhì)條件下井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、碳酸鹽巖儲層控壓鉆井等為關(guān)鍵的重點層段鉆井提速配套技術(shù)，現(xiàn)場推廣應(yīng)用效果顯著，完鉆井平均機(jī)械鉆速提高17.89%，鉆井周期縮短34.55%。

電磁波隨鉆測量系統(tǒng)研發(fā)快速發(fā)展

研制成功了CEM-1電磁隨鉆測量系統(tǒng)，能夠滿足以各種介質(zhì)為鉆井液的定向鉆井工程隨鉆測量的需要，可根據(jù)現(xiàn)場需要靈活配置定向、伽馬、電阻率等測量模塊，擁有適應(yīng)118毫米以上井眼隨鉆測量的4種規(guī)格井下儀器總成，與泥漿脈沖MWD儀器相比具備傳輸速率快、井下儀器無活動部件可靠性高等特點，并可選配提高儀器地層適應(yīng)性和傳輸深度的井下電磁信號中繼器。截至目前已完成20多井次的工程應(yīng)用，累計無故障工作時間超過1500小時，與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，測量深度同比提高55%以上，綜合性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

膨脹波紋管技術(shù)形成系列化配套

□ 超深水平井技術(shù)服務(wù)人員正在組裝MWD儀器。

先后研發(fā)了四種不同直徑的膨脹波紋管及配套工具，性能指標(biāo)超過國外同類產(chǎn)品。解決了該技術(shù)中的材料、斷面設(shè)計、成型、連接、質(zhì)量檢測、膨脹工藝等技術(shù)難題，形成了一套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的膨脹波紋管技術(shù)封隔復(fù)雜地層工藝方法，先后在江蘇油田、勝利油田進(jìn)行了6井次應(yīng)用，成功封隔漏失、縮徑、坍塌地層。在側(cè)鉆井斜井段復(fù)雜地層封隔中，在國內(nèi)首次配套并成功實施了定向隨鉆擴(kuò)孔技術(shù)并進(jìn)行了2口井應(yīng)用，其中在TH10410CH2井創(chuàng)造了國內(nèi)作業(yè)井深最大紀(jì)錄。

欠平衡/控壓鉆井技術(shù)效果突出

在緬甸D 區(qū)塊和新疆玉北地區(qū)進(jìn)行了成功應(yīng)用，針對緬甸D區(qū)地層壓力高、斷層發(fā)育等復(fù)雜問題，解決了地層穩(wěn)定性差、井漏嚴(yán)重、鉆井效率低等技術(shù)難題。在Thingadon-1井2908.20～3830米井段實施控壓鉆井，及時發(fā)現(xiàn)并保護(hù)了油氣儲層。針對玉北地區(qū)奧陶系碳酸鹽巖地層溶孔發(fā)育等難題，合理確定了井底欠壓值和井口回壓，先后在玉北1-2X井和玉北1-1井成功實施，獲得了良好的油氣發(fā)現(xiàn)。

非常規(guī)油氣水平井鉆井技術(shù)系列基本成熟

攻關(guān)形成了非常規(guī)油氣“井工廠”鉆井工程優(yōu)化設(shè)計與施工技術(shù)、大尺寸井眼泡沫定向鉆井提速技術(shù)、長水平段三維井眼軌跡降摩減阻技術(shù)、控壓降密度鉆井技術(shù)等非常規(guī)油氣鉆井配套技術(shù)系列，相關(guān)研究成果已成功應(yīng)用8口井，并創(chuàng)造了多項國內(nèi)紀(jì)錄。其中焦頁13-1HF井創(chuàng)造了國內(nèi)高全角變化率井段泡沫定向鉆井應(yīng)用段最長紀(jì)錄，焦頁30號平臺在國內(nèi)首次實現(xiàn)了真正意義上的“井工廠”鉆井作業(yè)。

鉆井地質(zhì)環(huán)境因素描述技術(shù)穩(wěn)步提升

針對巖石力學(xué)實驗室進(jìn)行了整體升級，測試水平達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。通過開展數(shù)千次的常規(guī)及非常規(guī)地層巖石力學(xué)試驗，綜合測井解釋、數(shù)值模擬等手段，完善了常規(guī)地層鉆井地質(zhì)環(huán)境因素求取技術(shù)，在碳酸鹽巖、頁巖等復(fù)雜地層鉆井地質(zhì)環(huán)境因素描述方面獲得突破，為中國石化重點區(qū)塊的常規(guī)及非常規(guī)油氣勘探開發(fā)提供了有力的地質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)參數(shù)支撐。

5年在悠悠的歷史長河中,只是短暫的一瞬間。但對鉆井所而言，卻是一段奮發(fā)有為、成就基業(yè)的歷程。今后，鉆井所將揚(yáng)帆奮進(jìn)、加快發(fā)展，為建設(shè)世界一流的石油工程技術(shù)研究院再立新功。