科研人員正在討論區(qū)塊鉆井方案。（拍攝于疫情前）通訊員 裘新農(nóng) 攝
????1?2013年在吉木薩爾頁巖油先導試驗區(qū)首次進行“工廠化”作業(yè)探索，大幅度降低了鉆井成本，累計節(jié)約1.3億元，拉開了新疆油田“工廠化”鉆井的序幕????2?2015年4月10日，“工廠化”鉆井試驗成功，不僅為昌吉油田致密油規(guī)模有效開發(fā)提供了技術保障，而且為后期開展“工廠化”壓裂及集中開采創(chuàng)造了有利條件
????3?2016年，在吉7井區(qū)開展超大井叢“工廠化”鉆井實踐，當年完成12個井組共計一百五十余口定向井，其中，平臺最大規(guī)模達到四十余口井
????4?瑪湖1示范區(qū)16井進行“工廠化”鉆井作業(yè)實踐，總計節(jié)約費用2800多萬元，為瑪湖油田油層連篇區(qū)域整裝開發(fā)提供了切實可行之路
????自2008年以來，美國在頁巖氣和致密油開發(fā)中推廣應用水平井+體積壓裂技術，配合“工廠化”作業(yè)模式，獲得巨大成功。而中國傳統(tǒng)的石油勘探開發(fā)施工作業(yè)，是生產(chǎn)隊式的分散作業(yè)模式，單兵作戰(zhàn)，效率低，不易管理。石油行業(yè)是否也能引進“工廠化”作業(yè)，提升作業(yè)效率？
????作為油田公司的“工程技術參謀部”，工程技術研究院一直致力于為新疆油田降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，在提升產(chǎn)品質量、保障安全生產(chǎn)等方面不斷進行科技創(chuàng)新，助力發(fā)展生產(chǎn)力。
????在借鑒國外“工廠化”鉆井技術的基礎上，工程院根據(jù)新疆油田的具體地質情況在“工廠化”鉆井方面進行了有益嘗試，于2013年在吉木薩爾頁巖油先導試驗區(qū)首次進行“工廠化”作業(yè)探索，大幅度降低了鉆井成本，累計節(jié)約1.3億元，取得了顯著的經(jīng)濟效益，拉開了新疆油田“工廠化”鉆井的序幕。
????“成本是設計出來的，一切成本皆可控。”工程院用一項項科技創(chuàng)新成果，詮釋了他們長期堅守的這個理念。
????探索“工廠化”鉆井
????“工廠化”鉆井是指在同一個地區(qū)集中布置大批相似井，使用大量標準化裝備或服務，以生產(chǎn)或裝配流水線作業(yè)的方式進行鉆井、完井的一種高效低成本作業(yè)模式，具有系統(tǒng)化、集成化、流程化、批量化、標準化、自動化以及效益最大化等基本特征，可節(jié)約大量征地面積，節(jié)省鉆機搬安工期和費用，可利用多臺鉆機同時進行“批鉆”作業(yè)，各開次鉆井液可重復利用等。
????“沒有實施‘工廠化’鉆井以前，在打完一口單井后，需要把相關設備拆下來，用車拉運到下一個井位再安裝。實行‘工廠化’鉆井以后，借助滑軌鉆機，實現(xiàn)鉆機整體平移，省去拆裝設備、運輸費用。假設運輸距離在50公里以內(nèi)，通過‘工廠化’鉆井，單井可節(jié)約搬家費二三十萬元。此外，這種批量鉆井的作業(yè)模式通過固化人員和設備，可以實現(xiàn)提速資源和經(jīng)驗共享，高效規(guī)避重復性錯誤，快速建立鉆井提速學習曲線，最終實現(xiàn)平臺和區(qū)塊的整體提速?！惫こ淘恒@井工程研究所副所長席傳明解釋“工廠化”鉆井的優(yōu)勢。
????新疆油田公司先后在準噶爾盆地發(fā)現(xiàn)了吉木薩爾頁巖油油藏和瑪湖致密礫巖油藏兩個10億噸級的特大凹陷，已成為中石油乃至中國陸上原油增儲上產(chǎn)最現(xiàn)實的領域。
????2012年，吉木薩爾凹陷頁巖油勘探獲得重大突破。然而，其滲透率低、薄互層發(fā)育、巖性復雜、原油粘度大、流度低，油井無自然產(chǎn)能，國內(nèi)外此類油藏開發(fā)的成功經(jīng)驗可借鑒程度低，有效開發(fā)難度大。
????針對頁巖油開發(fā)的諸多難點，新疆油田公司高度重視，多次組織工程處、勘探公司、開發(fā)公司、工程技術研究院、勘探開發(fā)研究院、實驗檢測研究院等相關單位、專家組交流討論，以“非常規(guī)的理念、非常規(guī)的技術、非常規(guī)的管理”為思路，圍繞低成本戰(zhàn)略，開始了頁巖油開發(fā)的高效鉆井配套技術的攻關，并安排由工程院負責項目的具體攻關。
????吉木薩爾頁巖油成為新疆油田“水平井+體積壓裂”的練兵場、發(fā)源地，一直引領著新疆油田水平井鉆井壓裂工程技術的發(fā)展，首次“工廠化”鉆井、首次 “工廠化”壓裂、第一口長水平段鉆井、第一口長水平段固井、第一口“萬方液、千方砂”裸眼分壓、第一口23級裸眼分壓、第一口23級固井橋塞分壓、第一口大規(guī)模、大排量、高密度裂縫完井分壓等都源自于吉木薩爾頁巖油，其中兩口井從鉆完井設計到現(xiàn)場實施，完全是新疆油田自主化完成。其地質工程一體化的應用成果，為瑪湖重大試驗區(qū)、金龍地區(qū)、紅車拐地區(qū)及中石油其他非常規(guī)開發(fā)區(qū)塊的規(guī)模開發(fā)，提供了寶貴的經(jīng)驗和技術支持。
????2015年4月10日，“工廠化”鉆井的試驗成功，不僅為昌吉油田致密油規(guī)模有效開發(fā)提供了技術保障，而且為后期開展“工廠化”壓裂及集中開采創(chuàng)造了有利條件，也為其他低滲透油氣藏開發(fā)提供了借鑒經(jīng)驗。
????2016年，工程院在吉7井區(qū)開展超大井叢“工廠化”鉆井實踐，當年完成12個井組共計一百五十余口定向井，其中，平臺最大規(guī)模達到四十余口井。這一系列的成功為瑪湖致密砂礫巖油氣藏成規(guī)模、成體系開發(fā)提供了寶貴經(jīng)驗。
????推廣“工廠化”鉆井
????作為溝通地表和地底的造路者和一門心思“一鉆到底”的攻堅者，工程院擁有著新疆油田公司唯一的鉆井設計甲級資質。
????2020年是石油行業(yè)有史以來的極寒之冬。工程院深入學習、深刻領悟“戰(zhàn)嚴冬、轉觀念、勇?lián)敗⑸吓_階”主題教育，修煉內(nèi)功，用自己最擅長的方案設計打造出鉆井降本“武功秘籍”。
????過去的幾年，新疆油田主力建產(chǎn)區(qū)已漸漸集中在瑪湖，井型以長段水平井為主，井身結構已經(jīng)優(yōu)化成國內(nèi)首創(chuàng)的“非標小三開”結構，那么，進一步的降本發(fā)力點應該落在何處呢？工程院鉆井工程研究所鉆井工藝研究室的科研人員為此絞盡腦汁，多次開展相關討論，最終，他們將目光瞄向了最有效的“工廠化”鉆井方案。
????瑪湖作為產(chǎn)能建設新區(qū)，工區(qū)地表條件比較簡單、地下也沒有復雜井網(wǎng)，具備大平臺部署、“工廠化”鉆井的客觀條件。發(fā)力點已經(jīng)確定，接下來該團隊成員大展身手了。在鉆井工程研究所所長石建剛的指揮下，“工廠化”鉆井攻關小組迅速成立，組里相關專業(yè)的科研人員各司其職，積極與地質方案方、建設單位溝通研討，開展區(qū)塊地應力研究和鉆井液體系優(yōu)選工作，優(yōu)化軌跡和井身結構設計。
????提出問題、修改方案，發(fā)現(xiàn)新問題、再修改，所有人都全身心投入工作。夜幕沉沉，攻關小組組員的辦公室里依然燈火通明，討論聲不斷。在這樣的氛圍中，他們最終結合鉆井速度和公司建產(chǎn)節(jié)奏，確定了最優(yōu)水平井平臺組合和科學“工廠化”作業(yè)方式，形成了兩項關鍵技術保障“工廠化”鉆井現(xiàn)場實施落地生根。
????在2019年成功實踐瑪131井區(qū)12井大平臺并取得良好生產(chǎn)效果后，科研人員將下一步攻關目標瞄準“新疆油田最難啃骨頭之一——瑪湖1井區(qū)”。
????瑪湖1井區(qū)儲量規(guī)模超過一億噸，是瑪湖油田儲量最多的區(qū)塊，但也是環(huán)瑪湖鉆井工期最長的區(qū)塊，2019年平均完鉆工期151天，區(qū)域內(nèi)斷裂帶廣泛分布且地質條件極其復雜：從平面地質展布上分析，自上而下主要分布4條斷裂帶，且各斷裂帶之間相互擠壓，壓力系統(tǒng)復雜；從地質垂向分層上分析，該區(qū)縱向上存在4套易漏失層位，且由于目的層上烏爾禾組不均質夾層發(fā)育，實鉆中對鉆頭鉆具磨損較快，長水平段鉆進中還存在摩阻大、托壓嚴重難題。這些難題嚴重制約著該區(qū)經(jīng)濟規(guī)?；咝ч_發(fā)。
????為攻克上述技術難題，方案設計人員結合油藏地質甜點區(qū)，并通過對鄰井特別是復雜井進行再分析、再梳理，摸清工程參數(shù)耦合關系，優(yōu)選油氣顯示活躍、地層較穩(wěn)定區(qū)域部署示范區(qū)16井大平臺，進行“工廠化”提速降本試驗。在借鑒鄰區(qū)提速經(jīng)驗的基礎上，方案設計人員制定出“先進工藝+先進工具+油基泥漿體系”一體化提速措施，為瑪湖1示范區(qū)高指標完鉆打下堅實基礎。
????進行“工廠化”鉆井后，瑪湖1示范區(qū)三開井段平均工期首輪井為51.1天，第二輪井降至45.1天，第三輪井降至17.7天。今年10月5日，MHHW21010井順利完井，標志著瑪湖1示范區(qū)16口水平井“工廠化”鉆井作業(yè)完美收官。通過16井的“工廠化”鉆井作業(yè)實踐，累計節(jié)約征地費用接近250萬元、節(jié)約鉆機搬安費用550多萬元、節(jié)約鉆井液1700多萬元，實現(xiàn)鉆井液重復利用近2000方，節(jié)約鉆井工期日費300多萬元，總計節(jié)約費用2800多萬元。
????瑪湖1示范區(qū)的建立和規(guī)模化實踐，標志著新疆油田“大井叢、工廠化”鉆井工藝及相關配套技術措施趨于完善，為瑪湖油田油層連篇區(qū)域整裝開發(fā)提供了切實可行之路，建立了“當年開鉆、當年見油、當年見效”的經(jīng)濟開發(fā)模式，為在低油價下油田公司如何加快上產(chǎn)步伐指明了方向。
????一是形成“工廠化”鉆井標準化作業(yè)程序。綜合評價鉆井難度、套管下深及鉆機承載能力，打破單機作業(yè)或小鉆機批鉆表層的方式，形成“一開二開+三開”組合作業(yè)新模式，解決了大鉆機不足矛盾；制定了涵蓋批量鉆井、井眼清潔、鉆井液不落地等全過程的標準化作業(yè)程序，有效控制了施工風險，大幅提高了施工質量與作業(yè)效率，鉆井液重復利用率達到90%以上，節(jié)約征地面積900畝。
????二是形成三維水平井軌跡優(yōu)化設計技術。精準模擬不同軌道類型的鉆完井作業(yè)摩阻扭矩，創(chuàng)新提出小井斜扭方位的“直—增—穩(wěn)—扭—增—平”多段制軌道設計方法，形成不同偏移距、不同靶前位移和不同水平段長條件下的針對性軌道優(yōu)化設計圖版，優(yōu)化后井眼軌道可降低摩阻和扭矩達到10%以上，鉆井提速有效保障了大平臺安全高效鉆完井。
????截至11月23日，該項降本技術在新疆油田產(chǎn)能建設區(qū)塊內(nèi)已推廣應用71個平臺160多井次，實現(xiàn)節(jié)約征地面積1000余畝、鉆井液重復利用2萬余方、節(jié)省鉆井工期200余天，節(jié)約鉆井投資上億元。