采油院儲層改造團隊正在進行清北1井的方案討論。裘新農(nóng) 攝
目前，深層、超深層油氣已成為中國油氣增儲上產(chǎn)的重要接替資源，加快準(zhǔn)噶爾盆地南緣超深層油氣勘探開發(fā)也已成為新疆油田的重要發(fā)展戰(zhàn)略。
為了采出埋藏于南緣超深層（7000米+），處于高溫（100多℃）、高壓（160兆帕+）、高閉合應(yīng)力（巖石“夾得緊”）環(huán)境下的“寶藏”， 采油工藝研究院（監(jiān)理公司）（以下簡稱“采油院”）科研團隊積極開展超深高壓井壓裂工藝及井筒工作液攻關(guān)，經(jīng)過10余年的科研攻關(guān)，最終取得了一系列重大突破。
在7000米深的地下“撕開”裂縫
早在2010年，新疆油田準(zhǔn)噶爾盆地南緣地區(qū)便被探明蘊藏著豐富的油氣資源。然而，因巖石質(zhì)地致密，僅憑借巖石孔隙間的滲流獲取的油氣，猶如滄海一粟。這也正是有人將南緣稱作“難圓”的原因之一。
“所以，我們必須對超深層的儲層進行壓裂，人為地造出裂縫來。”采油院儲層改造研究所副所長袁峰說。
所謂儲層改造，就是給封閉的“水庫”撕開一條泄洪道，再塞進砂石防止通道閉合，讓油氣能流出來。但超7000米深的地下，要在地層與井筒之間建立有效的人工縫網(wǎng)聯(lián)通，又談何容易。
“這就需要一種耐高溫凍膠壓裂液，它類似‘高溫果凍’，既能像漿糊一樣黏稠，從而撐開巖石裂縫，又能像‘果凍’一樣順滑，攜帶砂子流動?！辈捎驮簝痈脑煅芯克鶋毫岩后w研究室主任翟懷建說。
在超深井的壓裂過程中，耐高溫加重凍膠壓裂液扮演著“搬運工”的角色，它通過高壓設(shè)備的注入使地層破裂，先撐起破碎的地層從而造縫，再往高壓裂縫里混入支撐劑——砂粒，等壓力撤掉后，這些顆粒會像“釘子”一樣卡住裂縫，這樣就好像在地層與井筒之間修了一條暢通無阻的“柏油路”。
“目前，我們已經(jīng)形成密度1.20~1.45g/cm3加重壓裂液體系，其中1.20g/cm3的液體（加重）體系已經(jīng)開始推廣使用?！钡詰呀ㄕf。
有了高密度的加重壓裂液，還要準(zhǔn)備高強度支撐劑。
采油院儲層改造研究所儲層改造研究一室主任孔明煒解釋，陶粒支撐劑就相當(dāng)于人工裂縫里的“小石子”，防止裂縫合攏，并綜合人工裂縫與天然裂縫的有利協(xié)作，采用“小—中—大”的模式進行裂縫系統(tǒng)的全支撐。
“南緣儲層巖性組合以砂巖為主，裂縫面相對光滑，酸化、酸壓工藝無法形成有效溶蝕溝槽，導(dǎo)致卸壓后裂縫閉合。”技術(shù)骨干趙春艷介紹，這時，加砂壓裂就成了有效提升低產(chǎn)井生產(chǎn)效果的重要措施。
當(dāng)完成一切技術(shù)儲備后，萬事俱備，只欠實戰(zhàn)。
高溫高壓超深井改造頻獲突破
2020年6月，采油院決定在高102井上進行實戰(zhàn)。
為了啃下南緣高溫高壓超深井壓裂這塊“硬骨頭”，2019年，采油院儲層改造研究所特地成立“突破風(fēng)險、圓夢南緣”攻關(guān)小組，提前謀劃開展攻關(guān)研究，為高102井壓裂實施打下了堅實基礎(chǔ)。
親歷現(xiàn)場的二級工程師陳蓓蓓回憶說：“加砂還差10方時，套壓再次爬升；還差5方時，兩臺泵車不堪重負工作不穩(wěn)……針對這些情況，我們都在第一時間及時調(diào)整了對策，最終圓滿完成了光油管壓裂加砂40方，毫不夸張地說，這在超深井改造的歷史進程中，是新疆油田石油人的一大革新?！?/p>
近5年來，采油院儲層改造攻關(guān)團隊持續(xù)加強科研攻關(guān)，從深層巖石力學(xué)性質(zhì)、水力裂縫擴展特征、支撐劑導(dǎo)流評價等方面開展實驗評價，初步形成超深安全加砂工藝技術(shù)，實現(xiàn)呼102、清北1等10余口超深井壓裂改造，試驗呼北1井超深井暫堵軟分層壓裂工藝并獲成功，保障天山大氣田勘探進程。
水到，自然渠成。一個又一個高溫高壓超深井捷報頻傳——2020年7月，高泉5井改造突破6000米；2021年4月，高泉6井改造突破6500米；2022年3月，呼6井改造突破7000米；2023年3—4月，呼101/102井改造突破7500米。
陳蓓蓓自豪地說道：“今年，天灣2井實現(xiàn)改造深度突破8000米，創(chuàng)造了準(zhǔn)噶爾盆地超深井改造深度的新紀(jì)錄；而呼103井則創(chuàng)光油管改造加砂規(guī)模80方的最高紀(jì)錄?！?/p>
從高102井的“小試牛刀”到天灣2井突破8000米，采油院用10年如一日的堅持，終圓南緣“難圓”夢。這場超深層壓裂技術(shù)革新，不僅為準(zhǔn)噶爾盆地“油氣并舉”戰(zhàn)略注入了硬核支撐，更標(biāo)志著新疆油田在極端地質(zhì)條件下自主創(chuàng)新能力的飛躍。未來，隨著萬米科探井技術(shù)的儲備完善，這片天山下的“聚寶盆”將持續(xù)釋放清潔能源潛力，為保障國家能源安全書寫新的“新疆答卷”。