8000米下见真章
2020-01-06李学仁王福全卢凯瑞
○ 文/曲 艺 李学仁 王福全/本刊记者 卢凯瑞
有过硬的技术,西北油田才敢不断挑战超深井,才有保障国家能源安全的底气。
截至12月8日,设计井深8072.76米的顺北1-24井完钻7559.26米。随着钻机不断挺进,顺北油气田即将迎来又一口超过8000米的超深井。
“顺北油气田油藏平均埋深7500余米,最深处可达8600余米,是世界上埋藏最深的油气田之一,也是世界上开发难度最大、成本最高的油气田之一。一口口超深井让这些油藏得以被开采利用,使顺北油气田成为中国石化上产的主阵地之一。”西北油田副总工程师、工程技术管理部部长何伟国说。
深地,无奈的选择
上天容易入地难。
上天,万米高空早已被人类征服;入地,万米深地至今仍属于人类难以涉足的禁区,即使8000米的深地人类也难以掌控。
8000多米的超深井就好似攀登者面前的珠穆朗玛峰。攀登过程虽然无比艰难,但终将被征服!
2006年,塔深1井完钻井深8408米,刷新亚洲陆上最深直井井深纪录。西北石油人首次角逐亚洲第一深井。
“为什么我们要打这么深的井?实在是无奈的选择。经过几十年的勘探开发,国内浅层优质油气资源几乎开发殆尽,只有不断向深地进发。”何伟国说。
在中国,寻油找气向来不是容易的事。没有什么岁月静好,有的只是石油人的负重前行。
我国原油对外依存度已经超过70%。要保障石油供应安全,唯有不断增储上产,开发最难开发的油气。
“在中东,打1000多米深的油井就能轻松实现日产原油千吨以上,日产400吨的油井已经可以列入低产井关停。而在中国,日产400吨的油井已是难得的高产井。”西北油田工程技术研究院钻井所党支部书记张俊唏嘘不已。
寻油找气,西北石油人不遗余力。2016年8月,中国石化宣布顺北油气田勘探取得重大突破。勘探成果显示,塔里木盆地顺托果勒低隆为油气勘探有利区,有多条富集成藏的断裂带。七八千米埋深的油气藏被找到了!
钻进,狂刷纪录
有“找得到”的本事,更要有“拿到手”的能力。
顺北油气田地质结构极其复杂,具有埋藏深、岩石强度大、易漏失、易坍塌、超深定向困难等特点,过路地层和内幕储层表现得更加复杂。尤其是二叠系、志留系等多套易漏、易塌地层共存;二叠系火成岩厚度达到450~680米,相当于10~20层楼高,在其他油田很少遇到。加上奥陶系地层高温、高压、高含硫,工程施工难度国内外罕见。
“在顺南的勘探开发中,因为设计井位太深,工程难度太大,连国外顶尖的工程公司都不投我们的标,只能靠我们自己解决工程难题。”西北油田完井测试管理中心主任崔龙兵告诉记者。
塔河油田多年积累的优快钻井技术不能满足顺北需要。深度上,塔河油田平均钻井深度为6000米,顺北油气田的资源埋深都在7500米以上。这一深度的钻井技术国际少有,国内几乎为空白。
“想要驯服地下七八千米深处的油龙,即使是国内最先进的技术、设备也难以做到尽善尽美。”西北油田工程技术研究院党委书记、副院长翟科军表示。但西北石油人做到了!
善打硬仗是西北石油人的本色。 摄影/侯小鹏 李学仁
2017年,顺北评1井完钻井深8430米,刷新亚洲陆上第一深井纪录。
2017年,顺北评2H井完钻井深8433米,再创亚洲陆上第一深井纪录,并创亚洲垂深和斜深两项钻井最深纪录。
2018年,顺北蓬1井完钻井深8450米,刷新亚洲陆上井最深纪录。
2019年2月,顺北5-5H井完钻井深8520米,刷新亚洲陆上井最深纪录。
2月19日,顺北鹰1井完钻井深8588米,刷新亚洲陆上第一深井纪录。
“工程技术最难的地方在西北,创纪录最多的地方也在西北。”这已成为国内钻井行业的共识。
创新,提速提效
对于善打硬仗的西北石油人来说,超深井不难打,难在既快又好地打成超深井。
“打超深井所用的9000米钻机,日费高达20万。若建井周期延长,成本将难以承担。”西北油田工程技术研究院钻井所所长李双贵表示。
当钻遇地层破碎、裂缝发育,最长钻井周期从半年延长到三年,单井超计划投资最高近2亿人民币。2013年,顺北1井因地层受火成岩侵入影响,钻井周期高达461天,费用以巨亿计。
钻井提速、缩短钻井周期成为探索超深层油气最紧要的问题。西北油田与多家国内石油工程研究机构、高校联合开展专题研究,为顺北油气田超深井的建设进行充分的工程技术储备。
几年间,针对井壁易漏失、易坍塌现象,工程技术人员不断加强地层认识,逐渐掌握侵入岩井壁稳定的主控因素,并制定优化低密度钻井液的技术措施。优选聚合物凝胶、竹纤维等堵漏材料,形成随钻封堵防漏配方。改变传统PDC钻头破岩方式,创新尖齿与圆齿相结合的破岩工艺,研发出“尖圆齿PDC钻头”,并首创采用“混合钻头+高效螺杆”钻井技术。
持续技术创新,西北油田形成了顺北超深井优快钻井技术系列,有力推动了钻井提速提效。目前,顺北油气田平均机械钻速由4.01米/小时提高至7.84米/小时,提高了95.5%;平均钻井周期由332.45天缩短至149天,缩短了55.2%。
“整体感觉由三年打两口井缩短至一年打两口井。含火成岩等侵入体的超深井的钻井周期由顺北1井的461天降至目前的173天,无侵入体油井的钻井周期缩短至162天。”翟科军介绍说。
千淘万浪虽辛苦,吹尽黄沙始到金。2016年7月投产的顺北1-3井,日产原油最高362吨,日产天然气峰值16.54万立方米,属于国内名副其实的高产井。
于地下8000米深处寻油找气,西北石油人的信心无比坚定。