大位移井:“横行”地宫探油气

www.chinaoilonline.com  2011-05-17 00:00:00

    大位移井是继定向井、水平井之后出现的一种特殊工艺井。华北石油局西部工程公司积极探索大位移井施工技术,顺利完成塔河油田TH12513CH井的钻井施工任务

    2011年5月13日,从塔河油田采油二厂获悉,塔河油田TH12513CH井日产原油141.7立方米,成为该厂一口高产大位移井。

    2009年11月1日22时30分,由华北石油局西部工程公司70847HB钻井队承钻的TH12513CH井钻进至井深6305米,在测斜过程中,钻具在井内静止才两分钟,便出现黏卡现象。

    70847HB钻井队立即向公司有关人员汇报。技术人员结合该井裸眼段较长、井底位移较大等情况,采用下压、强扭的方式进行处理,使井下复杂问题得到及时解决。

    在后续施工中,该井又多次出现类似情况,有时转盘正常转动时扭矩突然上升,直至发生黏卡,可以说,每往下施工1米都惊心动魄。

    TH12513CH井是塔河油田的一口老井侧钻超深大位移水平井,是西北油田分公司在塔河油田部署的第一口超深大位移水平井,也是该公司打的第一口超深大位移水平井。

    横行地宫,触角伸得更远

    大位移井是继定向井、水平井之后出现的一种特殊工艺井。它始于20世纪20年代的美国,在20世纪80年代中后期得到快速发展,是在海滩、湖泊、沙漠等复杂条件下进行油气资源勘探和开发的经济而有效的技术手段。在大位移井中,当井斜等于或大于86度,且有较长延长段的井称为大位移水平井。

    “20世纪90年代,随着测量技术和井下动力钻具的发展,我国大位移井钻井技术得到快速发展。大位移井的水平位移得到延伸,可以穿梭于地宫之中,高效开发油气资源。”华北石油局西部工程公司首席专家张家华说,用大位移井进行油气勘探开发有很多优点。

    第一,用大位移井开发海上油气田,可以节省大量费用。第二,用大位移井勘探开发近海油田风险小。第三,用大位移井开发不同类型的油气田可提高经济效益。第四,用大位移井可以较好地实现对老油田重新勘探与开发。第五,利用大位移井可以在局部地区满足环保的要求。第六,用大位移井可以较好地开发沙漠及复杂地面条件的油田。第七,有利于提高超深油气藏的开采率。

    张家华说,海上和陆地有很多断块油气藏,如果在一个固定平台上,用大位移井把许多油气藏串联起来,可以节省大量重复建设费用。同时,在已生产的油气田外围有许多要进一步扩大勘探的目标,根据目前钻大位移井的能力,200平方千米的范围都可用现有生产平台上的钻井装备钻探,可大大节省勘探费用。

    克服困难,啃掉“硬骨头”

    超深大位移水平井具有很大的水平位移和很长的造斜、稳斜井段,同时存在超高温、超高压等问题。这给大位移井带来一系列施工技术难题。

    塔河油田TH12513CH井斜井段设计2663米,设计斜深7036.5米,水平位移达1333.06米。实际完钻井深7099.08米,垂深6592.98米,位移达1384.51米,均高出设计深度,创国内垂深位移最大纪录,是当时也是目前塔河油田水平位移最大的一口井。

    “这么大的位移井段是对工程技术的严峻考验。”华北石油局西部工程公司钻井液技术负责人叶荆说,该井被包括业主在内的各方认为是难啃的“硬骨头”,施工难度可以和该公司2005年所施工的亚洲陆上最深井――塔深1井相提并论。

    华北石油局西部工程公司中标该井后,充分考虑了施工难度,提出要像重视塔深1井一样重视该井施工,要像组织塔深1井生产一样,组织好该井生产。

    钻井、地质设计书完成之后,该公司组织生产技术部、钻井液技术室技术人员,调研该井地质资料及国内外大位移井施工资料,认为该井施工存在几方面的难点。

    一是该井存在超深、超高压、超高温、超大位移的特点,这一类型井可参考的资料较少。二是该井造斜点高,穿越地层多。三是该井造斜段长,摩阻大,钻压的施加与传递困难,黏卡可能性大,对润滑性要求高。四是该井斜井段长,施工周期长,容易造成厚泥饼或岩屑床,对钻井液流型及携砂性能要求高。五是该井井温高、施工周期长,对钻井液抗温性、抗老化要求高。六是由于摩阻大,钻具长时间受反扭矩力大,容易造成钻具疲劳受损,带来钻具事故。

    为此,技术人员制定了有针对性的技术措施及施工预案。为使现场技术人员学习并理解设计,该公司让井队技术人员参与技术措施制定,充分听取井队技术人员的建议,使得措施科学合理,可操作性强。

    在施工过程中,该公司生产技术部、钻井液技术室挑选现场经验丰富的工程师驻井,与井队技术人员一起施工。

    该井于2009年12月29日15时钻达二开井段,完钻井深7099.08米,31日10时完成起钻,全井垂深达6592.98米,最大位移达1384.51米,圆满完成施工任务。

    经验收,该井井身质量为优秀,钻井液质量为良好,定向施工质量为优秀,固井质量为良好,全井综合评定为优秀。这样高的评价在整个塔河油田钻井工程中也实属少见。

    向新的目标冲刺和挑战

    目前,我国大位移钻井技术还处于起步阶段,与世界先进技术相比有一定差距。有专家建议,我国应加强对世界先进技术的跟踪,及时了解国外大位移井水平的技术发展动态,不断学习先进技术,缩短与世界同行在技术上的差距。在海上和陆地油田的开发中,应进一步大胆采用大位移井技术,对边际油田实施有效开发,并且把水平位移逐步往新的目标延伸,不断向新的目标冲刺和挑战,促进和推动我国大位移井技术的发展,以适应21世纪世界石油技术和我国经济技术发展的需求,还要加快我国井下导向工具的研制,注重对钻机设备的投入,以使钻井装备与钻井技术发展相适应。

    华北石油局西部工程公司通过TH12513CH井的施工,获得了丰富的超深大位移水平井施工经验。

    张家华认为,尽管大位移侧钻井施工是一项难度大、风险高的系统工程,但是,只要从钻井工程、定向、固井和钻井液各方面共同采取有效的应对措施,确保全井施工的安全和顺利还是很有把握的。

    张家华说:“通过该井施工,我们认识到,超深大位移水平井的施工必须加强现场各施工方之间的协作,施工前尽量将可能存在的风险考虑周全,将井下安全放在第一位。钻井液性能是决定此类井能否顺利施工的关键,因此,在施工过程中,要根据井下情况,及时优化钻井液性能。”