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勘探与钻采工程

科技创新,川钻大提速的“引擎”

2008/4/16   关键字:   来源:中国石油石化工程信息网
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    【中国石油报2008年4月14日】仅用3年时间,单队平均钻井速度就提高1倍。这是川庆钻探公司四川钻井创造出来的全国乃至世界钻井史上的奇迹。
    奇迹是如何创造出来的?“根本原因在于我们解放思想,充分利用科技的力量,闯出了新路子。”川庆钻探公司总工程师伍贤柱如是说。
    使命,点燃二次创业激情
    天然气因其清洁高效,被称为21世纪的能源。近年来,集团公司对天然气业务高度重视,确定了“要让天然气成为集团公司最具成长性的业务,未来15年国内市场份额要稳固保持在70%以上”的目标。
    四川盆地富含天然气,早在上世纪中期就开始了天然气的勘探开发。川气出川,造福国人,是几代石油人的梦想。可是,由于地质情况极其复杂,钻探困难,这一梦想几经山重水复。
    然而,顽强的西南石油人从未放弃过努力。正是由于他们的坚持不懈,近年西南油气田勘探开发亮点不断,成了全国天然气勘探开发的主战场之一。集团公司对西南油气田寄予厚望,将其列为天然气上产的主力气区,并确定磨溪、广安和新区三个重点勘探开发区块。川气出川的梦想越来越清晰,蓝图越来越动人。
    梦想固然美丽,通往梦想的路却并不平坦。天然气因其勘探开发风险大而被称为“气老虎”,人们把打气井称为“虎口拔牙”。而四川盆地更因其地质条件复杂闻名全国,钻探中极易发生各类事故,全国各地的钻井劲旅在此折戟沉沙的不乏其人。
    长久以来,川钻人一直采用保守的钻井技术,钻速极慢,井下复杂情况迭出,打一口井一般需要数年时间。曾有一口井,开钻时钻工还是一个毛头小伙子,完钻时他的孩子已经入学。
    钻速低不但无法快速建设大气田,而且会污染油气层,对勘探开发造成很大困难。提高钻速,又好又快地打出更多的井,让清洁高效的天然气资源走出地宫,走出四川,走进千家万户,把川气出川的梦想变为现实,钻井人责无旁贷。
    神圣的使命点燃了川钻人二次创业的激情。他们沿着铁人当年征战西南油气田时留下的足迹奋力前行,誓夺大气田!
    思想,在碰撞中不断升华
    2005年,川钻人首先在磨溪打响提高钻速攻坚战。
    磨溪气田地层硬度大,易垮塌,并存在异常高压。原来在这里钻井用的是重泥浆,平均钻速低到每小时不足2米。为找到提高钻井速度的有效途径,川钻人对以前的钻井思路及流程进行深刻反思。
    经过深入分析,他们认为,必须改变过去过于保守和程式化的思想,科学采用优化钻压、泵压、转速以及排量等方法,使“解放进尺”成为可能;转变以前不敢在深井段用低密度泥浆打井的观念,为快速钻井助力;在中深井段大胆使用PDC钻头,为“解放进尺”提供利器。
    就这样,“靠科技,走新路”的理念开始深入川钻人的思想。在随后的磨溪会战中,川钻人高擎科技利剑,勇于创新。他们进一步提出并实施靠安全、靠科技、靠管理、靠团结协作提速的“四靠”战略战术,路越走越顺,疑问在解放思想中消除,信心在不断超越中增强。
    磨溪会战让川钻人尝到科技创新的甜头。在2006年的广安会战中,他们沿着这条路继续前进,步子迈得更快更大。广安气田属于低孔低渗砂岩气藏,需要提高钻速穿越气层,尽可能减少泥浆对气层的污染。同时,从国内来看,由于天然气开发风险大、起步晚,面对这一世界级的难题,观念已转变的川钻人,以敢为人先的气魄,革命性地提出用欠平衡技术打水平井、大位移斜井开发广安气田,成为国内“第一个吃螃蟹的人”。同时,施工中,针对广安的地质特点,他们还提出以细化、优化、简化、强化为核心的“四化”策略,形成“广安模式”,有效地加快了钻井速度。
    如果说在磨溪、广安,川钻人是凭借科技领先的思想过关斩将的话,那么在川东北的集团公司重点新区,川钻人则把这一思想发挥到极致。
    2007年,他们进军集团公司位于川东北的重点新区,区内都是6000多米的超深井,地层坚硬,易发生恶性井漏,人称在“铁椰子上打孔”,钻速极慢。
    解决非常难题,得有非常手段。川钻人把目光定格在应用气体钻井技术上。这种技术在国内极少应用,属于现代新型钻井,尚有多个技术难关有待突破。可是,它具有钻探坚硬地层、提高钻速、预防井漏、提高油气发现率等别的钻井技术无法相比的优势。川钻人放开手脚,大胆尝试,把气体钻井集成技术作为新区提速的撒手锏。
    实践使川钻人充分认识到,钻井生产再也不能片面求稳,消极防御,必须突破前人,开拓新路。钻井会战,不能仅靠人、财、物的大投入,而要充分利用科技的力量,科技为王,战无不胜。
    科技,书写钻井提速“神话”
    秉承“科技为先”的思想,川钻人创造了一个又一个提速“神话”。
    在磨溪,针对制约钻速的“瓶颈”展开攻关,川钻人研制出强抑制性、强封堵性、强包被性的“三强”钻井液,制造适合地层特点的个性化PDC钻头……多方论证,六易方案,最后出炉一套得到多方认可的技术方案。
    泥浆密度降下来了,井眼畅通无阻,个性化的高效钻头轻快游走在地层,钻速成倍提高。第一口井仅用64天就钻完3000多米深的井,第二口井则用了57天,最快的一口井只用了53天,平均钻井周期由原来的138天缩短到57.4天!
    “磨溪速度”由此走出四川,叫响中国石油。
    在广安会战中,川钻人进一步改良在磨溪使用成功的“三强”钻井液技术,发明一种广安构造钻井液辅助增速技术,它不但能很好地解决井壁易垮塌、摩阻大等技术难题,而且还能加快钻井速度,获得国家发明专利。
    科技为钻井提速注入强劲动力。以前在广安地区打2000米深的井需要2个月左右,现在只需14天。就是打高难度水平井也只要100天,甚至比以前的部分直井还快。继“磨溪速度”之后,川钻人又创造出一个闻名国内的“广安速度”。
    在集团公司重点新区,川钻人把多年储备的泡沫泥浆、高效螺杆加PDC钻头等一批特色技术拿出来,与气体钻井技术集成使用,打出“组合拳”。采取用空气锤钻进防斜,提前准备防塌钻井液,做好油、气、水监测等措施。在此基础上,还总结形成“一区域一打法的”区域钻井模式,使新区的钻井速度日新月异。
    在新区1井,气体钻井井段只用1/5的时间就能钻完全井一半以上的进尺,145天就钻完6530米的超深井,创出国内碳酸盐岩超深井最快、气体钻井进尺最长、日进尺最高等5项新纪录。现在与2004年前相比,新区内6000多米的井平均钻速提高近3倍,平均钻井周期缩短66%。
    著名钻井专家孙宁称赞气体钻井是一项“革命性”的进步!
    现在的新区像钻井提速和展示“绝活”的赛场,空井固井、测井,安全快速置换泥浆,这些全新的技术让世界钻井同行叹为观止。新区跃上了国内钻井提速的“巅峰”,一览众山小!
    川庆钻采工艺技术研究院院长孙海芳透露,2005年以来,四川本土市场的钻井队伍基本没有增加,钻井进尺却增加了10万米。
    这就是说,相当于天上降下10多支不吃不喝不开支的钻井“神兵”队伍,而这些“神兵”正是钻井提速呼唤来的精灵。它们是钻井业务转变经济发展方式的化身,正引领着钻井业务从容前行!
    依靠科技如虎添翼。