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页岩油钻井提速系列报道之三

浏览次数: 发布时间:2022-09-29 06:51:43 作者:kok下载app 来源:kok平台网站
  

  从页岩油勘探开发的“追赶者”“并跑者”向“领跑者”转变,从技术卡壳到让科技推着钻井“跑”,一年来,古龙页岩油勘探开发现场频频传来好消息。

  这背后,有前线人员日夜坚守的付出,有科研人员攻坚克难的担当,更有技术人员通过不懈努力取得的科技进步。科技是国家强盛之基,创新是民族进步之魂。

  作为建设百年油田、发展接续力量的新支撑,古龙页岩油的勘探开发已经步入新阶段。在世界上没有成功先例的情况下,各路将士勇闯“无人区”,创立了先进的理论技术体系。

  其中,针对水平井钻完井技术,钻探工程公司技术人员依托大数据和EISS平台,经过纸上模拟等多种方式,与地质需求相结合,更新已建立的钻井工程数据库,为工具技术改进提供数据支持,实现钻井全生命周期效率、效益最大化。

  如果说,庞大的钻井工程数据库让技术改进有“技”可循,那么,钻井工艺的提升则让钻井加速驶进了“快速道”,特色机械、工具更是让钻井“停不下来”,毫无疑问,钻井提速提效已经步入“高铁时代”。

  与此同时,钻探工程公司还加大自主创新步伐,全力打造科技“利器”,推动科技自立自强。

  钻井提速提效是一个环环相扣的系统工程,任何一个技术的进步都会“改写历史”,当然也包括了钻头的技术进步。

  11月16日,记者在钻探工程公司钻井二公司1205钻井队的钻头库房,第一次近距离地看到了钻井的“先锋”——钻头。

  “每次使用之后,钻井工人们都会把用过的钻头回收到固定的存储室,有专门的技术人员对钻头的使用情况进行评级。”1205钻井队队长张晶介绍说。

  望着这些“功成身退”的钻头,它们并不像想象中那般大,一开所用的钻头直径最大,为444.5毫米,三开所用的钻头直径最小,仅为215.9毫米。

  今天,记者就以钻头为线索,循着它们技术进步的脉络,一探页岩油钻井提速的秘密。

  一年来,页岩油钻井周期纪录屡被打破,钻井水平已经加速驶进“快车道”。取得这样的成绩,离不开管理创新、工程技术攻关和各队伍之间的协作,因为,钻井提速是一项整体的系统工程,对钻井技术、工序、设备等各流程都有较高的要求,这其中,就包括钻头的研选与使用。

  “钻头的破岩效率决定了打井的速度,对钻井提速和施工效益有着直接的影响。”钻探工程公司工程技术部技术管理科科长于长华介绍说。

  可以说,研选与地层特性和工艺相适应的钻头,满足“一趟钻”的要求是关键因素之一。纵观油田各个时期的勘探开发,从早期的三刮刀钻头和牙轮钻头到现在的PDC钻头、复合钻头,钻头的更迭不仅体现了油田钻井技术的不断进步,更展现了石油人智取“黑金”的决心。

  为了实现量效双提,在古龙页岩油勘探开发过程中,钻探技术人员针对不同层级和工艺,攻关研制了三类8种型号钻头,形成了相对固化的钻头系列和族谱,单只钻头最高进尺达2848米,平均机械钻速达32.32米/小时,并成功地在2口井实现了三开“一趟钻”目标。

  古页油平1井是古龙页岩油勘探开发的第一口水平井,相关技术人员得知这口井当天晚上会完钻,一早就守在了井场上,等待着“新鲜出炉”的数据资料,并对数据进行了分析。“这口井三开使用的是五刀翼PDC钻头,当时机械钻速是10.74米/小时,钻井周期是28.5天,没有达到预期的目标。”

  页岩油钻井工程项目经理部工程技术管理部主任毕晨光说。面对全新领域,技术人员更新已建立的钻井工程数据库依据PDC破岩机理研究成果,并持续创新改造钻头,选择尝试短冠高攻击性五刀翼PDC钻头,并在今年1月开始,在1号试验井组全面推广使用这种钻头。“更换后的效果也是比较显著,在钻井泥浆等其他条件保持不变的情况下,机械转速明显提高。”毕晨光说。4月份完工时,1号试验井组的平均钻井周期达到了37.15天。

  从1月份开始,钻探技术人员结合施工情况,不断地提出修改意见,对短冠高攻击性和稳定性五刀翼PDC钻头先后进行了8次技术升级。

  一次次技术升级后的钻头,就像水枪被加压了一样,直指地层。截至11月10日,页岩油钻井的平均机械转速由17.87米/小时提高到31.29米/小时,平均钻井周期由37.15天缩短到21.26天。同时,还有效提高了水平井井段的施工长度。“1号试验井组的平均水平段长度2074米,现如今,在2号试验井组目前已经到了2580米。”于长华说。

  不仅如此,单只钻头平均进尺达2000米以上,最高进尺2848米,三开最短周期达到7.54天,水平段最高日进尺达到711米,全面实现了1+1+2/1+1+1的施工目标。

  技术升级后的PDC钻头也是现阶段页岩油勘探开发现场使用的最主要“利器”。技术进步无止境,在不断升级钻头的同时,技术人员仍在不断寻找最合适的“钥匙”,并个性化地使用钻头。

  “一直以来,造斜段施工效率都是水平井施工中的一个难点。”“是的,而且4号试验井组具有造斜段地层易改变的岩性特征。”“不如试试‘狮虎兽’复合钻头?”大家你一言,我一语,以问题为导向,分析原因。于是,9月中旬,钻探技术人员追求单趟钻品质的高质量施工效益,探索试验了“狮虎兽”复合钻头。

  这种钻头虽然有效提升了造斜段定向施工效率,但该型钻头是牙轮和PDC的结合体,受牙轮轴承部分的寿命限制。“不仅使用时间较短,这种钻头还存在掉牙轮的风险,安全性不及单纯PDC钻头。同时刀翼数量较少,复合钻速度也较常规PDC钻头偏低。”毕晨光说。

  总体来说,这种钻头发挥的作用并不理想,见这条路“行不通”,技术人员又把关注点放回了PDC钻头上。

  10月17日,钻探技术人员对该地区地层岩性特征,创造性地决定使用六刀翼PDC钻头,在8.98天之后,钻探工程公司钻井二公司1202钻井队就创造出了当时页岩油钻井周期的新纪录。

  毕晨光说:“之前造斜段施工周期为5-6天,在该井上已经缩短到了1.85天,这是地质工程一体化的一次成功的体现,同时也为实现2500米以上长水平段的‘一趟钻’目标积累了宝贵经验”。

  3月开始,钻探工程公司依托“中国石油页岩油重大专项科研专项”,通过“揭榜挂帅”,与国内外多个知名大学和科研院所建立创新联合体,加强科技创新顶层设计,推动科技自立自强,目前自主研发成果已经进入试验阶段,试验也取得了良好的使用效果,力争早日实现施工仪器和钻头等工具自主化。

  古龙页岩油勘探开发以来,4个试验井组共有60口页岩油井施工,通过无数次探索实验,钻探工程公司已经形成了相对固化稳定的钻头系列,达到了提速效果。未来,这个公司会继续坚持技术立企、科技兴企,加大自主创新步伐,全力打造科技“利器”,力争在页岩油勘探开发钻井提速上取得更大成果。


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