中国石油川庆钻探工程有限公司全过程精细控压钻完井技术及装备整体达到国际领先水平
当今世界油气能源开发已逐步迈向深层,走向深地,油气资源的深层、超深层勘探开发,已成为保障国家能源安全和推动能源战略自主的重要战略布局。根据最新资源评价,我国深层、超深层油气资源占全国油气资源总量的34%,主要分布在四川、塔里木、准噶尔等盆地。然而,随着钻井作业由浅入深、从传统的陆相地层迈入深层海相地层,窄密度窗口、多压力系统、压力敏感性地层引发的井漏、喷漏共存等技术难题层出不穷,严重威胁着油气勘探开发的安全与效率。
国际上于2003年提出了精细控压钻井技术概念,被世界公认为解决上述极端问题的关键技术。然而,长期以来,这项前沿技术一直被国际油服公司垄断,相关技术严密封锁,严重制约了我国油气行业的高质量发展和战略自主能力。
中国石油川庆钻探工程有限公司(以下简称川庆钻探公司),自2008年开始,依托国家重大科技专项及中国石油专项计划,以科技创新为驱动,以解决关键技术瓶颈为核心,并以“地层压力预测不准、井筒压力分析不精、压力闭环控制不细”为攻关目标,成功研发了具有完全自主知识产权的CQMPD系列精细控压钻井装备与工艺,实现了全过程自主可控,全面打破了国际技术垄断。
技术攻关,实现三大创新成果
为攻克深井钻探技术瓶颈,川庆钻探公司精准切入复杂深井钻井难题,系统布局三大创新成果。
首先,攻破理论瓶颈,构建出深井多压力系统复杂地层精细控压理论体系。针对地层-井筒压力测量不及时、分析不准确的行业难题,发明了随钻油气层特性分析评价、溢漏早期识别、井筒压力动态监测等方法,形成了井筒压力辅助决策控制技术,极大降低了井筒压力计算误差和控压值决策误差,提高了溢漏识别精度,真正实现了复杂深井条件下的井筒压力精确控制和溢漏风险的有效管控。
其次,在装备制造领域取得重大突破。针对我国深层油气藏压力更高、窗口更窄、复杂更多的地质难题,川庆钻探突破国际7MPa井口套压极限,首创的全电驱钻完井精细控压成套装备,引领了全球节流控压装备由液控向电控的发展,具备全数字化辅助决策、自动判断与控制功能,自动化程度高,极大增强了深井钻探过程中的安全性和可靠性。
最后,创建了“钻-测-固-完”全过程精细控压安全钻井技术体系。川庆钻探公司针对标准不一致、操作不规范的困境,系统性地创建并完善了精细控压钻完井作业流程,全面提高了井筒压力安全管控能力,形成各级标准12项,大大提高了精细控压作业效率和应用效果,彻底扭转了复杂地层钻探“打不成、固不好、风险高、难动用”的不利局面。
成果应用,实现技术与产业双突破
川庆钻探公司的精细控压钻井技术成功实现了技术自主化、产业规模化双重突破,彻底打破了国外公司的技术封锁与垄断。目前,该公司已组建了30支专业技术服务队伍,打造了国内规模最大的研发、制造及技术服务产业基地,技术服务占据国内超过80%的市场份额,在土库曼斯坦等国际油区服务广泛应用。
在四川盆地、塔里木盆地等复杂油气区,这一自主技术成功应用上千井次,其中6000米以上的超深井占比约60%。实际应用显示,该技术在零窗口甚至负窗口条件下有效解决了漏喷同层、高压盐水侵入等高难度技术挑战。通过该技术的应用,钻井液漏失降低了90%以上,钻井复杂时间缩短了96%以上,固井质量优质率提升了20个百分点,累计节约钻井周期3797天,实现了重大的经济效益和社会效益。
技术成果有力支撑了西南油气田双鱼001-H6井创造国内最深陆上水平井纪录、蓬深6井创亚洲最深直井纪录,助力中国石油西南油气田成功建设400亿方战略大气区;在土库曼斯坦创造了等多项钻井纪录。真正扭转了深层油气藏“油气通道建不成、预测储量探不准、探明储量拿不出”的被动局面,实现了深层、超深层油复杂气藏油气高效勘探开发。
引领未来,实现从“跟跑”到“领跑”
川庆钻探公司精细控压钻井技术的成功开发及推广应用,不仅显著提升了我国在深井钻探领域的核心竞争力,也为全球深层油气开发技术提供了中国方案和中国智慧。近年来,公司已出版专著1部,获得国家授权专利34项、软件著作权17项,发表EI、SCI等核心论文9篇、期刊论文56篇,形成国家与行业标准多项,多次荣获国家及行业技术创新大奖,培养了一批井控高层次人才和专家队伍,“全过程精细控压钻完井技术及装备”被权威专家评价为“整体达到国际领先水平”,真正完成了从技术“跟跑”到全球“领跑”的历史跨越。
当前,川庆钻探公司正站在科技自立自强的新起点上,肩负着推动国家能源战略转型与升级的时代重任。公司以技术创新为根本驱动,以保障国家能源安全为神圣使命,持续深入推进全过程精细控压钻井技术的研发与产业化应用,不断向更高精度、更强可靠性、更广适应性的目标迈进。
这一技术不仅是石油工程技术的重大突破,更是中国自主创新精神的有力见证。川庆钻探正以坚定的信念、持续的探索和深厚的情怀,为我国深层油气勘探开发打开新局,赋能油气工业高质量发展之路。(左星 仲斌燕 姚依林)
川庆全过程精细控压钻完井技术应用现场
审核:王峰 郭江涛 石贵明
校对:小强