数字化钻井技术加速页岩油勘探开发
2023-07-11 10:23:23来源：科技日报
近日从中国石化胜利石油工程公司获悉，由该公司施工的国家页岩油示范区项目牛页1-3-501HF井顺利完井，钻井周期29.5天，再次刷新了胜利济阳页岩油国家级示范区水平井钻井周期最短纪录。
(资料图片)
2021年，胜利油田宣布页岩油首批上报预测储量4.58亿吨。但不同于常规油气，胜利页岩油存在资源量占比低、埋深深、岩层厚、压力高、断层碎等复杂地质条件，开采开发难度极大。
虽然零基础、零经验，但正如胜利石油工程公司执行董事、党委书记孙永壮所言：“就算是‘深水区’，我们也要闯一闯、蹚一蹚！”
就这样，胜利页岩油第一口重点预探井牛页1-1HF井交到了胜利石油工程公司的面前。
谁也没有想到，刚开始，页岩油就给胜利工程人来了一个“下马威”。
牛页1-1HF井在井深3683米处钻遇油气异常活跃的超高压页岩油裂缝。关井时，套压已经达到36兆帕。
紧急调配重浆、节流循环排气、放喷点火……随着一系列措施的执行，套压终于开始缓缓下降。可正当大家准备松口气的时候，钻井液又以每分钟10立方米的速度持续漏失。
裂缝发育完全、地层应力差、超强高压……这是石油钻探世界级的难题。承揽施工任务的黄河钻井总公司经理赵波说：“在这样的环境里施工，就像在给地层做‘穿刺’手术，差一点都有‘要命’风险。”
从10月10日到12月23日，胜利石油工程公司与页岩油较真碰硬，历经了74个日夜，最终啃下了“硬骨头”……
就这样，一年时间里，胜利石油工程公司先后施工的20余口页岩油井，均获高产工业油流。
2022年3月，牛页一区试验井组开工建设，该井组是胜利页岩油国家级示范区的主力井组。
“井组采取‘市场化管理、项目化运作、工厂化施工’的运行模式，在国内尚属首次。”孙永壮介绍，“这里既是我们践行胜利页岩油勘探开发新理念的‘试验田’，也是推动新技术、新工艺成熟运用的‘孵化器’。”
为了保障项目运行，该公司专门引进使用了4部70DB现代型电动钻机，配套“胜利天工”自主研发的动力猫道、钻台机械手、钻井液在线监测等自动化设备，创新应用钻井工艺工况数字孪生系统、钻井液智能坐岗系统、人员动态智能管控系统等智能化系统，彻底颠覆了传统钻井模式，形成了国内领先的“数字化钻井”建设模板。
从常规油气储层到致密油气储层，再到页岩油气储层，随着国内上游勘探开发对象逐步向复杂深层转移，井越打越深，油越找越难。
这一点在施工时效上可见一斑：胜利石油工程前期主导的渤页平1、义页平1等页岩油探井，普遍钻井周期都高达180余天。
井下复杂多、施工周期长，使得规模建产和效益开发无从谈起。为了彻底扭转这一现状，胜利石油工程公司在牛页一区试验井组大胆制定了“钻完井周期40天”的目标。
从180天到40天，要缩短近5倍的周期，任谁想想心里都打鼓。可是，要想钻透“铁板”挤出油，没有捷径可循，只有技术创新这一条路。
胜利石油工程公司建立了页岩油地层专项技术模板，加大悬重、扭矩、水力参数等数据的模拟分析，先后试验确定了“超级马达+旋转导向+双向扭摆+水力振荡器+大扭矩螺杆+狮虎兽钻头”的提速工具组合、“钻塞+钻进”“造斜段+水平段”的两个一趟钻工程，逐步摸索建立了胜利页岩油专属的钻井“学习曲线”。
渐渐地，牛页一区试验井组一开周期从46小时降至9小时；二开周期从25.31天降至6.33天；三开第一轮最快周期47.48天，第二轮最快周期44.27天，第三轮完成的6口井，则全部控制到40天以内，在成功实现钻完井周期“三级跳”的同时，打造了胜利页岩油施工的样板、规范。
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