智慧油田，科技先行。
4月，隨著瑪湖金龍2井區(qū)JLHW2039井場壓裂車組的轟鳴聲逐漸停歇，水平井套管外敷光纜部署長度達5122米、避射成功率達100%，創(chuàng)兩項國內紀錄。
這標志著新疆油田首口水平井橋塞分壓管外光纖監(jiān)測現(xiàn)場試驗獲得圓滿成功，新疆油田非常規(guī)油氣高效益開發(fā)又添一件新“利器”。
這根安裝在套管外部的光纜，可以感知聲波、溫度的微小變化，從前期壓裂到正式生產，不僅可為油田生產區(qū)塊壓裂方案設計及主控參數(shù)優(yōu)化明確方向，還能為生產動態(tài)評價提供可靠依據(jù)。
為了這一天，工程技術研究院（監(jiān)理公司）（以下簡稱“工程院（監(jiān)理公司）”）奮戰(zhàn)了三年。
迎難而上誓破難關
目前，我國非常規(guī)油氣占全國累計探明油氣儲量的41%，非常規(guī)油氣產量占油氣總產量的20%，國內油氣資源開發(fā)已進入常規(guī)和非常規(guī)并重的階段。
水平井密切割體積壓裂正是非常規(guī)油氣藏開發(fā)的主體技術之一。實現(xiàn)壓裂過程中各簇改造效果實時監(jiān)測與評價，對壓裂方案及設計參數(shù)優(yōu)化具有重要意義，然而，之前的諸多常規(guī)壓裂監(jiān)測手段已不能滿足實際生產需求。
自20世紀90年代以來，光纖傳感技術以靈敏度高、抗電磁干擾性能好等優(yōu)勢，被迅速應用于油氣田勘探開發(fā)領域。國際油服公司聯(lián)合光纖傳感供應商先后開發(fā)水平井套管外敷光纖壓裂監(jiān)測技術，在北美多個油田取得了良好的現(xiàn)場應用效果，尤其是在新區(qū)塊規(guī)模開發(fā)前對主體壓裂工藝和施工參數(shù)確定方面發(fā)揮了重要作用。
在水平井套管外敷光纖壓裂監(jiān)測應用方面，國外企業(yè)壟斷技術，對我國保持技術封鎖，購買服務大包費用昂貴、約束條件苛刻，隨著生產需求的日漸迫切，亟待開展相關探索研究。
明知山有虎，偏向虎山行。
2018年，在新疆油田公司統(tǒng)一部署下，工程院（監(jiān)理公司）依托中石油股份公司重大科技專項，成立了由工程院（監(jiān)理公司）技術總負責，工程技術處、開發(fā)公司組織協(xié)調，勘探開發(fā)研究院、重油開發(fā)公司、中油測井新疆分公司、西部鉆探等多家單位組成的聯(lián)合實施項目組，瞄準開展水平井套管外敷光纖壓裂監(jiān)測技術攻關系統(tǒng)研究，重點攻關長水平段光纜安全入井、管外光纜精準定位等關鍵技術難題。
克服萬難確定方案
難！難！難！
水平井裸眼井壁不規(guī)則、套管與井壁間隙小，外敷光纜入井過程中被刮蹭、被磨損的情況無法避免，光纜下入過程中不允許套管轉動、頓鉆……井況復雜，稍有不慎整個項目都會功虧一潰。
面對重重難關，工程院（監(jiān)理公司）沒有放棄，反而以更昂揚的狀態(tài)投入到工作中去。
一方面，該院技術人員多次深入井場實地，征求鉆井、固井、泥漿等一線技術人員意見，針對現(xiàn)場可能存在的井控風險點，共商最佳解決措施，不斷提升工程設計方案的可操作性。
另一方面，工程院（監(jiān)理公司）積極開展文獻調研，多渠道搜集國外施工照片、影像片段，深度揣摩推敲、剖析挖掘有用信息、尋求切入點，多次舉行油田公司方案審查會，反復技術論證，技術了解程度持續(xù)提高。
細處打磨、實處落地。2020年10月，一套飽含了該院技術人員心血的自主水平井套管外敷光纖監(jiān)測實施方案出爐了，新疆油田光纖壓裂監(jiān)測技術研發(fā)終于邁出了堅實的第一步。
這一方案創(chuàng)新地形成了抗磨損耐沖擊鎧裝特種光纜、不同井段可穿越光纜保護扶正器、井口光纜雙級密封裝置等系列產品，改進了工具結構。特別是新方案采用了卡瓦式懸掛器的井口光纜側翼閘閥穿越工藝，與國外同類技術相比，具有無需改變現(xiàn)有井控裝置、井控安全性高、現(xiàn)場易實施等優(yōu)勢。
光纜探測地面實驗過關
該進行光纜探測地面實驗了！
與傳統(tǒng)監(jiān)測技術不同，橋塞分壓模式下要實現(xiàn)光纖監(jiān)測，就必須解決管外光纜方位精準探測技術難題，避免光纜被射斷，確保光纖信號正常傳輸，為定向射孔的方位設計提供依據(jù)。
工程院（監(jiān)理公司）認真對比各項技術的適用性、可靠性，專門組織科研人員前往其他油田進行實地觀摩學習，通過對3口井25天的持續(xù)跟蹤，深入了解不同技術在現(xiàn)場的實際應用效果，最后優(yōu)選確定了磁方位探測技術。
可真開始實驗時，又遇到了可穿越光纜保護扶正器結構磁通量探測值小、光纜方位無法解釋的突發(fā)狀況。
早有“攔路虎”處理經驗的該院科研人員沒有放棄，及時組織多方討論，優(yōu)化確定了質量偏心可穿越光纜扶正器結構，并積極與廠家溝通協(xié)調模具、樣機加工周期，鉚足氣力趕時間。
經過3輪結構改進和70余組地面反復實驗，光纜探測地面實驗取得實質性成功，滿足了油田公司現(xiàn)場進度要求。
考慮到定向射孔存在裂縫起裂困難的實際情況，工程院（監(jiān)理公司）組織開展了不同方位工況下的光纜抗震地面實驗，結合光纖數(shù)據(jù)測試結果，論證制定了設計原則，最大程度確保光纜避射與裂縫起裂兩者兼顧，為下一步現(xiàn)場壓裂監(jiān)測正常施工提供了技術保障。
創(chuàng)兩項國內紀錄
試驗方案達到預期目標！
2021年10月19日，歷時近3年持續(xù)攻關，在測試、管柱、鉆井、壓裂等多專業(yè)協(xié)同聯(lián)動下，現(xiàn)場試驗條件終于齊備。
新疆油田瑪湖金龍2井區(qū)JLHW2039首口試驗井，注定載入工程院（監(jiān)理公司）科技創(chuàng)新的史冊。
為確保這口試驗井的順利實施，全體科研人員提前進駐井場，對入井材料的種類、數(shù)量進行仔細核實，確保無遺漏。
在13天的井筒準備和光纜入井過程中，技術人員明確崗位職責，不斷梳理關鍵環(huán)節(jié)，晝夜輪班駐井值守，時刻跟蹤鉆井進度，優(yōu)化調整通井管柱組合、嚴格控制遇阻噸位，及時排查處理風險隱患，保證井眼通暢、光纜正常入井。
2021年11月2日，JLHW2039試驗井光纜成功入井。
2021年11月25日，JLHW2039試驗井順利完成光纜方位探測。解釋結果表明：光纜方位一致性強、無明顯扭轉，光纜入井質量控制可靠。
今年4月，該試驗井13段57簇的定向射孔和壓裂施工按計劃圓滿完成。
經現(xiàn)場檢查測算，JLHW2039試驗井水平井套管外敷光纜部署長度達5122米，全井段未發(fā)生光纜射斷現(xiàn)象，避射成功率達100%，創(chuàng)兩項國內紀錄！試驗光纖監(jiān)測可視化軟件現(xiàn)場實時顯示了橋塞坐封丟手、分簇射孔、投球落座和不同階段各簇進液等典型事件動態(tài)信息，實現(xiàn)了各簇改造、暫堵轉向及橋塞密封等效果的在線監(jiān)測與評價，及時指導現(xiàn)場措施調整10余次，達到了試驗方案的預期目標。
三年磨一劍，一朝試鋒芒。
新疆油田首口水平井橋塞分壓管外光纖監(jiān)測現(xiàn)場試驗的成功，標志著工程院（監(jiān)理公司）突破了國際前沿“卡脖子”技術，大幅提高了光纖傳感技術在油氣田開發(fā)領域的應用水平，為新疆油田非常規(guī)油氣高效益開發(fā)打造了一新“利器”，將在推廣“大井叢、平臺式、工廠化”“水平井+體積壓裂”建產模式，推進瑪湖、吉木薩爾等重點區(qū)塊整體高效開發(fā)中發(fā)揮積極促進作用。
本篇圖片由工程技術研究院（監(jiān)理公司）提供