項目團隊正在討論直井段提速方案。裘新農 攝
瑪頁104井鉆井現場。 盧杰銘 攝
項目團隊正在討論水平段提速方向。裘新農 攝
8 月 27 日，荒蕪的戈壁灘上，一則喜訊讓所有投身瑪北頁巖油鉆井事業(yè)的人倍感振奮：MYHW0902 井的深度指針穩(wěn)穩(wěn)定格在 6922米。這一時刻，標志著瑪頁1井區(qū)2000米長水平段二開井身結構成功推廣，其鉆井周期僅用87天——較鄰井瑪48H井同口徑縮短133天，較首口二開試驗井再縮短24天。
這組亮眼數據的背后，是一場持續(xù)四年、與地下“頑固分子”硬碰硬的艱難較量。
2021年，瑪頁 1H 井的鉆頭穿透千米地層時，不僅打破了人們對瑪北油田的認知局限，更意外揭開了一個“寶藏”——層層堅硬巖層間，竟蘊藏著豐富的頁巖油?？扇绾螌⑦@片“寶藏”有效開采出來，成為擺在眾人面前的一道難題。
探測數據顯示，瑪北風城組頁巖油埋藏深度普遍超4500米，是目前全球規(guī)模開發(fā)中埋藏最深的頁巖油油藏。地下深處，石英、白云巖等硬質礦物“聯(lián)手”，對頁巖油形成重重封鎖；陸源碎屑、火山碎屑等物質交織，造就了復雜多變的地層環(huán)境。更棘手的是，該地層壓力系數高達1.2至1.9。
一時間，瑪北頁巖油成了新疆油田的開發(fā)版圖里出名的“硬骨頭”。
在這場沒有現成經驗可借鑒的地下“突圍戰(zhàn)”中，瑪北頁巖油鉆井人摸著石頭過河，不僅攻克了諸多技術難關，更為全國乃至全球頁巖油開采提供了一份極具價值的實踐模板。
攻堅直井破難題
“瑪北頁巖油埋深較大，直井段相較于其他頁巖油藏更長，我們決定率先向直井段發(fā)起攻堅?！毙陆吞锕静捎凸に囇芯吭海ūO(jiān)理公司）（以下簡稱“采油院”）鉆井工程研究所所長吳德勝介紹。
可在瑪北，即便是看似筆直的直井段，其“路況”也遠比同類油藏復雜。
2021年，瑪頁1H井開鉆時，由于開采“路況”不清，鉆頭磨損較快，鉆完3500米的直井段需要五六趟，不僅拖慢工期，還增加了成本。更麻煩的是，那些藏在巖層里的礫石，讓鉆頭磨損問題更加嚴重。
面對困境，鉆井人沒有退縮。他們依據前期摸清的“直井段地層脾氣表”，經過多次數據分析以及實驗室模擬實驗，總結出了直井段“攻略”：在地質較軟的地層，給鉆頭“踩油門”——加大鉆壓和轉速，讓鉆頭極速切入；到了礫石等地層較硬的區(qū)域，則及時“松油門”，降低參數以減少對鉆頭的沖擊。
這套“逢強則緩，遇弱則進”的參數優(yōu)化方案，有效減少了鉆頭的磨損，讓直井段的趟鉆“換班”次數從五六趟縮減至2趟，2024年更是在多口井實現“一趟鉆到底”，僅用一支鉆頭就完成了 3500米直井段的鉆井作業(yè)。
探路水平尋良策
水平段是連接地下儲層的“關鍵通道”，而瑪北風城組頁巖油地質特征獨特且復雜，水平段長度通常長達2000多米。
借鑒成熟技術，成為鉆井人探索瑪北頁巖油開采的第一步。2021年瑪頁1H井開鉆時，團隊嘗試引入吉木薩爾頁巖油提速技術。這套技術曾將吉木薩爾頁巖油鉆井周期從91天壓縮至27天，可在瑪北，它卻“水土不服”——最初鉆一口井，耗時近200天，連 “熱身”效果都未達到。
“瑪北油藏地層抗壓強度是吉木薩爾頁巖油的2-3倍，用吉木薩爾的‘鑰匙’，根本打不開瑪北這把‘新鎖’?！毙陆吞锕靖呒墝＜衣櫭骰⒔忉尩馈?/p>
隨后，鉆井人又嘗試借鑒了瑪南風城組的“高速螺桿+小齒多刀翼鉆頭”組合?？山Y果依舊不理想：全新鉆頭入井還沒鉆到40米就報廢了。
鉆井人沒有被眼前的困境困住腳步，他們又搬出了“渦輪+孕鑲金剛石鉆頭”這套“豪華組合”?！霸需傘@頭確實能以‘硬’碰‘硬’，突破堅硬地層，單趟鉆進深度可達200米以上，是之前的 5 倍多。但綜合計算經濟成本后發(fā)現，這套組合并不適合長期用于瑪北頁巖油效益開發(fā)。”聶明虎說。
看似“走彎路”的借鑒探索，實則為后續(xù)創(chuàng)新鋪平了道路。一次次嘗試積累的“失敗報告”，成了科研人員打造瑪北頁巖油專屬鉆井技術的重要參考，為打開瑪北頁巖油鉆井大門提供了關鍵線索。
創(chuàng)新鍛造 “屠龍刀”
2023 年，實驗室里的一場實驗帶來了突破性發(fā)現：一塊取自瑪北的巖心被固定在破巖試驗機上，隨著鉆壓不斷增加，原本紋絲不動的巖心表面突然“崩”出碎屑。這一現象明確揭示：瑪北硬地層對“力”的敏感度，遠高于對“速度”的敏感度。
而在鉆井作業(yè)中，“力”的核心控制要素正是鉆壓。確定水平段“大鉆壓”鉆井提速的攻關方向后，鉆井人還需解決兩個關鍵問題：如何讓大鉆壓“加得上”，并且“加得久”？
為了讓“大鉆壓”這把“屠龍刀”更鋒利，鉆井人嘗試通過降低螺桿轉速來提高鉆頭穩(wěn)定性，同時增大扭矩來加大鉆壓?！敖档娃D速后，鉆頭每一轉的沖擊力更強。在實際應用中，鉆頭的磨損程度顯著減輕，最終的鉆進進尺和機械鉆速也都有了顯著提升。”采油院鉆井工程研究所技術骨干趙宇璇說。
不過，大鉆壓在鉆進過程中易形成螺旋區(qū)引發(fā)自鎖現象，導致上部鉆具在井下回轉時既無法持續(xù)鉆進，也難以有效傳力。因此，鉆井人打破傳統(tǒng)設計理念，通過更改鉆桿的位置、增加鉆桿數量形成了強剛性穩(wěn)斜鉆具組合，成功解決了大鉆壓下鉆頭無法靈活拐彎的問題。
同時，為了降低鉆頭磨損程度，瑪北鉆井人快速迭代了適配本區(qū)的強研磨PDC鉆頭，并持續(xù)優(yōu)化地質工程一體化技術，為這場“地下長征”提供了更精準的“導航系統(tǒng)”。
一系列創(chuàng)新舉措如同精密咬合的齒輪，推動瑪北頁巖油鉆井駛入“快車道”。2025年，瑪頁1先導試驗區(qū) MYHW1003井完成 2000 米水平段鉆井，僅用86天。
突破極限克萬難
對鉆井工程而言，井身結構的優(yōu)化，本質上是用技術創(chuàng)新打破“深則慢、難則貴”的行業(yè)魔咒。而在瑪北，這項工作猶如“在刀尖上雕花”——鉆井人面臨著更深的埋藏深度、更長的裸眼段，以及更為復雜的地質條件。
但“固步自封”從不是瑪北風城組鉆井人的信條，明知“峭壁”難攀，他們偏要在“崖壁”上鑿出“階梯”。
針對瑪北頁巖油的特殊開采情況，科研人員聯(lián)合各兄弟單位，從方案源頭出發(fā)，提出“表層套管深下封漏層+復合井眼降ECD+強封堵體系保障井壁穩(wěn)定”的技術組合拳，并在首口導眼井中驗證上部地層承壓能力＞1.5的關鍵數據。
念念不忘，必有回響。鉆井人日夜牽掛的技術突破，在實驗室與試驗井中反復打磨的方案細節(jié)，最終順著鉆桿傳遞至地下深處。
2025年6月30日，當MYHW1002井的鉆頭鉆至6915米完鉆井深時，鉆井現場傳來一陣歡呼。此前，鉆井人通過強化鉆井液體系增強抑制性，精準跟蹤材料加量，確保裸眼段長時間浸泡無垮塌掉塊；完井階段，鉆井人又克服了環(huán)空返速極低的困境，實現套管安全固井。這一時刻，不僅定格了新疆油田最長裸眼封固紀錄，更讓瑪頁1井區(qū)的試驗成為瑪北頁巖油提速降本的重要突破口，改寫了超深層頁巖油高效開發(fā)的“教科書”。
當全球頁巖油開發(fā)都在為“深埋、高硬、高壓”的難題犯愁時，瑪北鉆井人已先后刷新瑪北頁巖油最長水平段、最深頁巖油二開井身結構兩項紀錄。而他們的腳步并未停歇，正朝著 40 天鉆井周期的新目標全力沖刺！