【中国石化报】江汉油田:“强装备+优技术”打造页岩气开发“新样板”

  11月7日,江汉油田涪陵页岩气田焦页44-Z5HF井完成压裂、连续油管钻塞等作业,顺利完工。该井完钻井深8517米、水平段长5442米、钻井周期53.88天,树立了页岩气高效开发的新标杆。在此过程中形成了水平段长超5000米的超长水平井安全高效钻井配套集成技术体系,为页岩气超长水平段施工积累了宝贵技术经验。

  焦页44-Z5HF井顺利完钻,有力促进了涪陵页岩气田提高储量动用程度和采收率,实现长期稳产目标,为页岩油气高效开发提供“新样板”。此举不仅验证了工程极限施工能力,更深度践行了“少井高产”开发理念,有效提升了单井EUR(估算的最终可采储量)指标。

  超长水平井技术持续迭代

  支撑钻井方案实现最优

  要想成功实现超长水平段钻进目标,井位选择是关键。

  水平段超过3000米就是超长水平井。在江汉油田涪陵工区,经过10余年的技术迭代,超长水平井数量非常多,江汉油田积累了大量的技术储备、施工能力、现场经验,并形成一套选井技术标准。2022年底,涪陵页岩气田焦页18-S12HF井水平段达到4286米,刷新当时页岩气水平井段长国内纪录。

  “我们不仅有信心,更有实力和优势。”江汉油田工程技术管理部经理张玉强介绍。在焦页44-Z5HF井设计之初,他们牵头组织地质、钻井、压裂、安全等专业的权威专家进行5000米以上水平段施工可行性论证,基于随钻测录导一体化、井下工况实时诊断、钻机能力动态评估等技术,对地质构造、井筒状况、工具仪器状态及钻机负荷余量进行系统分析,一致认为具备地质条件、技术可行且风险可控,因此首次设计5000米以上水平段的页岩气水平井。

  张玉强介绍,井位选择时,地质上要求地层走向比较平缓,不能有太多太大的波浪,更不能有断层,根据地质人员利用建模数模一体化技术构建的“透明”气藏模型,最终优选出焦页44号区块的龙马溪组下部优质页岩层,敲定了井位。

  地质上满足条件,钻井工程施工能否达到要求也是方案需要考虑的一环。技术人员利用数值模拟与动态推演技术,模拟方案的可行性,优化井眼轨迹与钻井参数,让方案达到最优。

  “水平段太长,出现不可预见异常,处理起来难度系数很大。”江汉油田产建管理中心钻井专家代永波介绍。在3000多米的水平段施工中,有很多经验或方法,而此次水平段长度以前没有施工过,无处理经验,如果出现异常情况,导致工程施工复杂,应该如何处置?不仅是钻井施工,压裂施工是否有配套的设备、工艺,可以完成压裂和试气?

  面对这些难题,江汉油田技术团队集思广益、大胆假设、小心求证,全面分析邻井资料,运用地质工程一体化智能预警技术,进行细致风险评估,多次研讨优化,通过反复推演与多方案比选,最终形成钻井工程方案。

  超深井高性能装备配套技术

  满足极限施工需要

  工欲善其事,必先利其器。

  为顺利完成本次钻井施工,江汉油田依托超深井高性能装备配套技术,形成“强动力-精控固-智操控”三位一体配套技术体系,提升超深地层钻探动力和钻井液净化能力,实现超5000米长水平段高效钻进。

  该技术明确超长水平段延伸的设备选择标准,要求施工方优选装备和配套设施。

  长水平段施工中,钻具更长导致井下摩擦阻力增加,影响正常钻进。江汉油田加强攻关,迭代升级水平段降摩减阻技术,优化钻具组合及清砂短节布局,强化随钻清砂并实时监测岩屑浓度、分段循环清砂,降低摩擦系数,保障超长水平段钻具安全,应用“扶正器优化+减阻剂”,解决套管下入摩阻大的难题。

  钻井液性能直接与井下摩擦阻力挂钩,必须在降低井下摩擦阻力上想办法。江汉油田应用高性能润滑钻井液技术,要求施工中加强钻井液性能控制,优化钻井液配方,达到延伸钻进长度目的,满足钻井方案设计。

  “8000多米的井深,钻屑能不能携带出来,关系着钻进能否顺利进行。”代永波说,通过水力参数优化与携岩效率模拟技术,根据井眼、钻具尺寸、转速等条件下的携岩排量,得到相应井深条件下的泵压和泵功率,给出泥浆泵排量的具体参数,方便施工方选择合适的泥浆泵设备,让井底钻屑随着钻井液从井底循环出来。

  同时,江汉油田利用固控系统技术分析,得出固控设备的所需配置,整体换装负压振动筛,增加振动筛筛布的目数,控制钻井液循环系统中细微小颗粒有害固相,避免其流入钻井液,增加摩擦阻力,进而提升钻井液流动性。

  不仅是钻具和钻井液,导向工具、钻机顶驱配置、地面工具设备、井下作业工具等配套硬件,每个都优中选优,为施工打造精良“武器库”,有力保证施工顺利进行。

  科学钻井优快技术加持

  打得快、打得好

  水平段初期的施工质量,对后面延伸起到关键作用。

  在即将进入水平段施工的时候,团队每天上午定时讨论,工程、地质、科学钻井、监督、施工方等方面的人员在一起使用科学钻井平台和软件对前一天的施工进行总结,对当日可能钻遇的地层进行研判,安排当日的工作。

  针对超长水平井裸眼井段长、地层薄弱点多、受邻井压裂造缝影响等特点,技术团队成功应用微纳米预封堵防塌技术,通过优选不同粒径刚性封堵材料,复配超级石墨、油溶性沥青等可形变防塌材料,实现井壁纳米-微米-毫米全粒径致密封堵;优选一体式乳化剂、液体降滤失剂、流型调节剂等高效处理剂,确保超长水平段施工井壁稳定。

  在施工至水平段5084米时,遇到突发情况,钻井液发生细微的漏失,在下达停工指令后,江汉油田组织现场和后方的各路专家,通过“线上+线下”的方式分析原因,认为这次漏失风险较小,在可控范围内,采取随钻堵漏技术,加随钻堵漏剂,紧盯参数变化,摸索着边钻进边观察,最终漏失情况消失,因为异常发现及时,处置得当,钻进得以继续顺利进行。

  “除水平段延伸外,还要保证轨迹平缓,兼顾穿行率,为后期压裂改造储层提供良好的条件。”张玉强说。应用三维长水平段井低摩阻轨道设计方法,结合水平段地层产状、防碰要求、异常曲率等,优化了轨迹控制技术要求和钻具组合,以“旋转导向+地质模型实时修正”应对超长水平段轨迹偏移挑战,形成了地质复杂情况下三维立体开发超长水平段水平井轨迹控制技术,使钻进轨迹最大限度满足地质构造的需求,实现穿行率与钻进速度统一。该井精准高效完成水平段轨迹调控,工程优质推进并安全完钻,地质、工程“双甜点”靶窗穿行率高达99.4%,为页岩气高效开发提供了范本。

信息来源: 
2025-12-02