水平井打出“长城”水平

○ 文／田文武

“水平井钻完井多段压裂增产关键技术及规模化工业应用”技术突破了水平井技术在中国石油复杂油气藏应用的瓶颈，提升了工程技术服务能力，增添了竞争实力。

1月下旬，长城钻探工程公司获得了一项国家科技进步一等奖，奖励项目有一个很专业的名字——“水平井钻完井多段压裂增产关键技术及规模化工业应用”。这是中国石油“九五”以来在石油工程技术领域获得的最高奖项。

该技术突破了水平井技术在中国石油复杂油气藏应用的瓶颈，总体达到国际先进水平。不仅如此，长城钻探在参与研发实验这一项目过程中，提升了工程技术服务能力，增添了竞争实力和自信，更为转变发展方式迈出了坚实的脚步。

“养在深闺”少人识

在保障油气过程中，中国石油工程技术服务企业经历了一番角色和定位的转变。原来，工程技术服务企业多以保障中国石油国内油气生产为主。随着国内逐年增加的低品质、难动用储量效益开发，勘探开发对工程技术服务的依赖越来越大，开发条件越来越复杂，井越来越深。这些新挑战和新目标对工程技术服务的保障能力和市场竞争力提出了更高的要求。在快速发展过程中，国际一流技术服务公司都依靠自己的核心技术获得了市场份额，同时也满足了油公司一些新的要求。

在与国际公司同台竞技中，国际市场份额占到半壁江山的长城钻探对于技术突破的渴望愈来愈强烈。以水平井技术为例，2004年开始，辽河孕育多年的水平井技术终于发芽、开花、结果，并迅速在国内市场崭露头角，独领风骚。然而，这项成熟技术却一直“养在深闺”，无法到国际市场一展身手。长城钻探公司在苏丹市场打拼多年，也未能突破这一领域。究其原因，作为高端市场——苏丹水平井市场相当成熟，招投标时对仪器装、技术合成和施工经验有一套严格的标准。能否迈过这道“门槛”，成为长城钻探进入苏丹水平井市场的关键。

而此时的国际市场，被斯伦贝谢等国际知名公司垄断。他们不仅拥有自主研发的“专业”设备，而且拥有雄厚的研发队伍。为保持这一垄断优势，这些公司对仪器设备实行严密“封锁”。

没有金钢钻，难揽瓷器活儿。有着多年海外市场发展经历的长城钻探有着更深的感受，渴望拥有越来越多的核心技术。正因为如此，长城钻探始终坚定依靠科技创新转变发展的决心和信心。

●水平井示意图。

水平井技术能够在辽河油区迅速发展，除了领导层的密切关注外，更重要的原因是，当时辽河乃至国内油田普遍面临降低生产成本，提高油田开发效益的压力。在油气资源紧缺、勘探开发难度日益增大的情况下，迫切需要通过水平井来开发低压、低渗、薄油层和稠油油藏以及常规技术难以有效开发的低效油藏。

在辽河油田，长城钻探1992年实施第一口水平井冷平1井以来，经过多年的发展，水平井技术取得了长足的进步，已经能够初步满足油田不同油藏和油品开发的需求。据统计，水平井总量与产量逐年增加，2003年实施了6口水平井，2005年增加到65口，为提高产能建设的整体效果和产能建设任务的完成起到了重要作用。水平井开发效益明显，同区块油藏利用水平井开发，操作成本比直井降低了三分之一左右。

基于水平井技术在辽河成熟应用，2006年，中石油总经理蒋洁敏批示：“一定要使水平井成为增长方式转变的主要手段，形成配套、成熟、适用技术。”按照蒋总的最新批示精神，长城钻探认真贯彻中国石油集团公司的部署和领导的要求，在思想观念上跟上形势发展的步伐，把实施190口水平井作为长效新技术推广任务。

这注定是一场硬仗

水平井是提高储量动用程度、提高单井产量的有效手段，低渗透储层水平井只有通过多段压裂改造才能获得经济产量。然而，虽然经过“八五”以来的攻关，水平井技术取得了多项成果，但在多层、薄层、浅层、低渗透等油气藏开发方面，仍存在许多亟待解决的技术难题。

●水平井的成功，筑牢了“长城”的钻井根基。

多分支水平井是开发多层、裂缝性等油气藏的有效技术，然而如何实现“一井多层、一层多眼”，确保主井眼与分支井眼的可靠连接、贯通和重入却是世界性难题。国外技术不够成熟，在国内应用曾多次发生井下事故甚至全井报废。

我国超浅层稠油储量大，水平井是最有效的开发方式，然而如何在超浅、疏松地层，使大井眼从垂直到水平，如何下入满足热采要求的大直径高刚度套管都是世界性难题。国外普遍采用斜直井钻机、专用采油和作业设备，施工效率低，作业成本高，难以规模化应用。

面对大量逐年递增的低渗透原油储量，如何攻克水平井多段压裂技术，实现在“磨刀石中挤油”，把不可采储量变成可采储量，必须破解注水开发低渗透油藏井网缝网优化设计和水平井多段压裂工具设计制造等难题。

…… ……

针对这些开发需求，中石油2005年开始，组织了1200余人的研发团队，开展多分支水平井、超浅层水平井、超薄储层水平井钻完井和水平井多段压裂技术攻关。一项“水平井钻完井和多段压裂增产关键技术及规模化工业应用”的重大科研项目悄悄诞生了。

这注定是一场硬仗。尽管众多世界性难题挡在前路，困难重重，长城钻探工程公司等中石油所属的有关工程技术企业、油气田公司和科研单位持续攻关，反复试验，最终过关斩将，赢得了一场漂亮的科技战役，取得了四大技术创新。以辽河兴古潜山为例，这项技术仅在这一地区应用，使用61口多分支水平井建成了80万吨产能，实现了2300米跨度7层油气藏1.27亿吨储量的立体高效开发。与直井相比，节省投资14亿元，采收率提高15%。这项技术的魅力可见一斑。

该项目共获发明专利11件、实用新型专利89件、技术秘密39件、软件著作权6件、发表论文127篇，中油科技评估中心组织了沈忠厚院士、韩大匡院士、袁士义院士、胡文瑞院士等16位专家对成果进行了鉴定。鉴定结果认为，该成果突破了水平井技术在中石油复杂油气藏应用的瓶颈，总体达到国际先进水平。

用数字证明改变

中国石油集团多年来在致力于科技创新的同时，十分注重成果的推广应用，并取得了良好的成效。以长城钻探参与合作开发的苏里格苏53区块为例，该区块原丛式井开发方案，建10亿立方米产能，需钻井300口；稳产10年，需累计钻井710口，采出程度35%。采用“水平井+多段压裂”整体开发方式，仅用38口水平井就建成了10亿立方米产能；稳产10年，需累计钻水平井112口，采出程度达到65%以上。

6年来，该技术共应用水平井4179口，平均单井日产量是直井的3.57倍，新建产能2869万吨。技术的推广应用获得了显著的经济效益，近三年增产3300万吨油气当量。不仅如此，该技术的推广应用使得6年少钻直井1.1万口，少占土地23万亩，节能减排成效显著。同时，为中石油49.1亿吨难采未动用油气储量经济有效开发提供了技术手段。

这一串串数字，是项目完成情况最有力的说明，但是项目成果的意义远不止于此。

水平井钻完井多段压裂增产关键技术的突破不仅打破了国外公司的技术垄断，实现了我国石油工程技术的升级换代，而且提升了中国石油海外工程技术核心竞争力，使中国石油在海外油气资源竞争中更具效益优势，为中国石油海外油气业务的快速发展提供了有力的技术支撑。

其中，2011年，海外水平井推广应用278口，占海外总井数的28%，为保障国家能源安全做出了积极贡献。此外，成果的规模化工业应用还减缓了单井产量持续下降的趋势，有力推动了中国石油逐年增加的低品质、难动用储量效益开发，支撑了中国石油维持年产1亿吨原油稳产，为国家油气资源稳定供应做出了贡献。