中原“硬核”技術(shù)解決國內(nèi)固井難題

通訊員 栗 強

中原石油工程固井公司面對復(fù)雜的固井環(huán)境，攻堅克難，自主研發(fā)堵漏工藝、水泥漿體系、固井工具，在國內(nèi)重點天然氣、頁巖氣開發(fā)中踢好 “臨門一腳”，成為解決多個固井難題的“硬核”技術(shù)。

堵漏工藝成為止漏“硬核”

涪陵頁巖氣開發(fā)，受地層裂縫、溶洞發(fā)育影響，85%以上的井在導(dǎo)管、表層、技術(shù)套管鉆進中發(fā)生鉆井液漏失。個別井隊一連往井里注入一兩萬立方米清水或泥漿，卻不見一滴返出井口，成為縮短鉆進周期、降低鉆井成本“攔路虎”，嚴重影響了固井質(zhì)量提升和后期頁巖氣安全開采。

圍繞漏失的技術(shù)難點，他們加大攻關(guān)力度，工程技術(shù)人員們通過對漏失層位、漏失速度、漏失量進行分析，按照不同的漏層和漏失量，采用自主研發(fā)的可控膠凝堵漏劑在30多口井應(yīng)用，堵漏效果達90%以上。該堵漏工藝榮獲國家發(fā)明專利。

自主的可控膠凝堵漏劑進入地層縫洞后，在0.5～2小時間迅速凝固。3小時后逐漸形成強度，6小時后強度達到5兆帕，24小時強度達到20多兆帕。

為此，他們在可控膠凝堵漏工藝基礎(chǔ)上進一步“催育”，自主研發(fā)的裂縫型可固化橋漿堵漏技術(shù)，彌補堵漏技術(shù)缺陷，解決了“插旗桿”風險，使堵漏技術(shù)更加成熟，通過在國內(nèi)18井次應(yīng)用，堵漏成功率為100%。目前，這項技術(shù)正在申報國家專利。

“硬核”體系降“三高”

在國內(nèi)高含硫、高壓、高產(chǎn)超深氣井固井中，他們將面臨易漏、易垮塌、超高溫、超高壓鹽水層、氣層難壓穩(wěn)等諸多世界級難題。該公司“對癥下藥”一井一策，一層一策，通過2年多時間室內(nèi)試驗和現(xiàn)場應(yīng)用，自主研發(fā)出降“三高”氣井水泥漿體系，固井質(zhì)量提高15個百分點。

四川省境內(nèi)的普光、元壩天然氣田具有 “三高”特性，科研團隊在地層結(jié)構(gòu)上苦下硬功夫，解決了裸眼段長、溫差大、安全密度窗口窄、間隙小、壓穩(wěn)與防漏矛盾突出、防氣竄難度大、頂替效果差等固井難題。

他們先后研發(fā)出的 “彈韌性水泥漿”、抗高溫前置液體系、彈韌非滲透性水泥漿體系、高溫大溫差非滲透性彈性增韌防氣竄等18套水泥漿體系，應(yīng)用于國內(nèi)外固井市場，提高了固井成功率。固井質(zhì)量優(yōu)良率從2014年的77.1%，提高到現(xiàn)在的93.6%，井口帶壓率降至不足10%的佳績。

“硬核”新工具，創(chuàng)效添動能

針對水平位移、垂深井和下套管經(jīng)常遇阻等難題，該公司在通過現(xiàn)場試驗，在套管上加裝滾珠扶正器、彈性扶正器、剛性扶正器,穿上自主研發(fā)的自導(dǎo)式旋轉(zhuǎn)浮鞋，將套管居中率由過去不足25%提高到67%以上。

一年多來，由他們研發(fā)的整體式螺旋彈性扶正器、彈浮式套管浮箍浮鞋、液力旋轉(zhuǎn)自導(dǎo)式套管浮鞋、嵌入式螺旋滾珠扶正器、雙螺旋自調(diào)心式套管扶正器、攔截袋式堵漏工具、固井用管外防氣竄裝置等25套固井工具，有效解決鉆完井施工中的技術(shù)難題。去年至今，使用自研新工具4500余套，節(jié)約固井成本240余萬元。目前，該公司擁有固井工具專利25項獲得國家專利。