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点评二:打造非常规勘探开发的 『利刃』

  科研必须以攻克石油工程急需关键技术为已任,这是我们从本期案例介绍的胜利钻井研究院打造非常规勘探开发利刃所能体会并在实践中得到的验证。胜利钻井研究院通过自主技术攻关和科技创新,打破外国公司的技术和产品垄断,为胜利油田油气勘探开发提供了强有力的技术支持,也为中国石化参与国际竞争创造了有利条件。

  普通常规井的施工在国内已基本没有大的问题,石油工程最重要的是解决非常规井的勘探开发问题。

  胜利油田非常规油气主要分为致密砂岩和页岩油气。其中致密砂岩为渗透率小于4.6md的砂岩,页岩为页理发育的层状沉积岩。胜利油田探明未动用致密砂岩储量2.2亿吨,分为滩坝砂、砂砾岩、浊积岩三种,分布于16个油田,40个单元,尤以滩坝砂油藏为主。截至2011年底,薄互层滩坝砂占总储量的64%。

  在胜利油田,泥质岩地层含油气的发现最早在20世纪60年代初期,目前已发现的泥页岩油气藏平面上主要分布于沾化凹陷西部的四扣洼陷北部和东南斜坡;纵向上主要发育于沙三下和沙一下,在沙四上、沙三中、沙三上、沙二段、沙一上地层中也有少量出现,埋深一般为2400-3100米,在3100米以下也有少量发现。岩性以油页岩、油泥岩为主,还包括少量变质泥岩、碳质泥岩、灰质泥岩、白云质泥岩等其他泥质岩类以及泥质岩与其他岩性组成的薄互层。

  从物质基础来看,致密砂岩油藏将是油田“十二五”乃至今后更长一段时期增储上产的主阵地。从2011年开始,随着中国石化集团公司将非常规作为五大战略之一,胜利油田也将非常规放在异常突出的位置,提出东部硬稳定,西部快上产,非常规效益发展的理念。但胜利油田的资源特点,决定了不能照搬国外经验和技术,只能边引进学习、边应用提升、边自主研发。大量学习借鉴国外先进技术的同时,结合自身实际进行攻关。

  非常规开发设计是基础,最突出的问题就是井壁稳定性问题。胜利钻井院在借鉴国外油基钻井液核心材料和体系构成的基础上,通过自主攻关,研发了油基钻井液用乳化剂等关键处理剂。以此为基础,研发了具有自主知识产权的页岩气水平井用低粘、高切柴油(或矿物油)基钻井液(LVHS OBM)体系。柴油基钻井液在油田首口页岩油探井—渤页1HF井成功应用。该体系整体技术指标达到或接近国外Hallibton/Baroid公司同类技术水平,基本可以满足页岩气水平井油基钻井液施工的技术要求。

  非常规开发技术是关键。国外成功经验证明,长水平段水平井钻井技术配合多级分段压裂,是开发非常规油气藏最有效的技术手段,在页岩油气层钻水平井,可以获得更大的储层泄流面积,更高的天然气产量。根据美国页岩油气开发的经验,水平井的日均产气量及最终产气量是垂直井的3-5倍,而水平井的成本则仅为垂直井的1-2倍。

  经过近十年来的研究与实践,胜利油田的水平井技术有了长足的进步,完成了一批长水平段水平井,但低成本的技术系列在现场实施中还存在钻井效率较低、井眼轨迹优快精细控制手段不足、井筒质量有待提高、安全钻井技术不完善、完井工艺和装备国产化程度低等难题。

  针对这些问题,胜利钻井院开展了旋转地质导向钻井技术和页岩气水平井优快钻井技术攻关。经过多年的研究和攻关,胜利钻井院已经形成了包括工程设计、工艺配套、安全钻井、完井技术在内的一整套长水平段水平井钻完井技术,拥有一大批施工经验丰富的技术服务人员,利用自有技术完全有能力完成水平段长度3000米以内的水平井施工任务,先后在胜利、华北、东北和长庆等油田成功实施了9口水平段1000米以上的水平井,初步形成了致密砂岩优快钻井技术。

  (中国石化胜利油田油气工程首席高级专家 韩来聚)


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