突破技术瓶颈 实现经济开发

冀东油田科技铸剑攻克钻井难题侧记

  2017年12月29日,冀东油田钻采工艺研究院的科研人员围坐在一起,对钻井自研产品防磨减扭短节进行改善。近年来,冀东油田持续推进钻井工艺创新管理,海油陆采密集丛式大位移井钻井技术国内领先,并规模化应用,实现冀东滩海油田的经济高效开发。

  开展特色施工工艺技术和配套产品的研发,已拥有大位移井深部地层高效破岩技术、欠平衡钻井技术等11项关键技术。截至2017年12月29日,南堡1-3人工岛累计实现了207口井的超大丛式井组的安全钻井,钻井数量和密度均创国内最高纪录。

  技术创新 提升整体效益

  入冬以来,南堡滩退潮后,海上近百只灰鹤、银鸥觅食,呈现出一副人与自然和谐相处的美妙画卷。为保护生态环境,冀东油田在近岸陆地进行大位移井施工,在海上建设人工岛进行集中钻井,在有限区域内密集布井,不但节约钻井用地,也大幅度降低钻井投资。

  “密集丛式大位移钻井在国内外海洋钻井领域应用广泛,但一般规模较小,且旋转导向钻井费用昂贵!”冀东油田钻采工艺研究院钻井工艺室主任胡中志介绍道,“密集丛式井井口充分利用难度大,井眼碰撞风险高,复杂岩性地层钻井施工安全风险高。”

  冀东滩海油田是典型的断块油气田,非旋转导向条件下,一系列技术难题限制了整体的经济效益。科研人员针对井眼轨道设计、井壁稳定、摩阻扭矩、井眼清洁、提高延伸能力等工艺展开创新攻关,解决了4000米范围内大位移井的钻井技术难题,实现了基于常规钻井装备的低成本密集丛式大位移井经济安全钻进,大幅度降低了钻井成本。

  目前,冀东油田形成了基于常规钻井技术的大位移井钻井系列技术,单井节约钻井成本1600万元以上,经济效益显著。2017年以来,通过密集井网条件下加密井防碰绕障技术攻关,新产品和新工艺在冀东油田推广应用15井次,节约钻井投资成本约400万元。

  突破瓶颈 破解钻井难题

  “非旋转导向条件下大位移井钻井技术,目前在国内我们是领先的!”钻井工艺室副主任周岩说,“为保证滩海油藏的经济高效开发,我们立足常规钻井技术,对大位移井施工难度进行综合评估,找出制约大位移井延伸极限的瓶颈,并以此为攻关目标,通过钻井设计和施工工艺的优化,挖掘常规钻井设备和技术的施工潜力,以降低综合成本。”

  井壁稳定性、摩阻扭矩、套管磨损和井眼清洁是大位移井关键技术,科研人员建立了井壁稳定性裸眼延伸极限分析模型,通过管柱屈曲实验、套管磨损实验、岩屑床模拟实验等系列试验,在低成本下,提高大位移井延伸能力技术。

  东营组大段泥岩井壁失稳问题、深部高温条件下钻井液性能不稳定和井漏,是制约滩海油田大位移井延伸极限和钻井安全的重要因素。科研人员分析泥岩井壁失稳机理,建立了泥岩坍塌压力预测模型,对现有钻井液体系进行优化,有效控制了井漏及其诱发的钻井风险。现在大位移井最大位移达4940米,最大井深5630米。

  对症下药 特色产品发力

  “你看到的钻井减扭短节,已经是二代产品,与一代产品相比安全性能明显提升,工具成本降低30%!”创新团队员工讲道,“我们反复对工具进行优化完善,已经完成了200多套工具的现场试验!”

  冀东油田地质构造复杂,多层系、大位移井施工存在诸多难点,尽管可以借鉴一些现有的技术机理,但在实际产品研发中还是摸着石头过河,需要反复修改不断尝试,失败更是家常便饭。

  将先进技术转化为生产力,不断降低钻井成本。科研人员对症下药精准研发出有自主知识产权的高效降摩减扭工具、高温乳化沥青、高效润滑剂等10余项产品。降摩减扭工具的研发打破国外技术垄断,工具寿命、安全性和减扭指标超过国外同类产品,现场试验扭矩降低18%-21%,单井节约钻井成本15万元以上。

  近三年来,冀东钻采院已累计获得授权发明专利6项,实用新型专利13项,全国能源化工系统成果奖2项,油田创新成果奖励3项。

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