梁海濤(鉆探工程公司鉆井工程技術研究院鉆井工藝研究所,黑龍江 大慶 163000)
水平井在上世界90年代出現(xiàn)并逐漸發(fā)展起來,全國各大油田也在推廣水平鉆井技術,大慶油田作為國內最大的油田,各類技術一直處于領先水平,水平井技術也不例外,在大慶油田發(fā)展速度較快,水平井技術發(fā)展之初期,先后引進了一系列國內外的先進定向儀器,如:有線隨鉆測斜儀等,鉆井設備在引進與自我創(chuàng)新過程中更新?lián)Q代的周期縮短,水平井技術在這個大背景下得到了迅速的發(fā)展,鉆井數(shù)每年都能刷新記錄,目前,水平井鉆井技術中的有些技術已經達到世界先進水平,但有些技術離實際先進水平還有一定差距,需要不斷創(chuàng)新。
針對不同類型油氣藏地質特點,通過調研、引進、配套水平井技術,加大水平井應用力度,逐步形成了適應油田地質特點的水平井技術體系,為油氣田開發(fā)提供了技術支撐。水平井應用領域從平原陸相到海相天然氣開發(fā),涵蓋了油田各種類型油氣藏。水平井鉆井工具在2000年后有了革命性變革,新的定向井鉆具組合的出現(xiàn),大大提高了鉆井速度,從此造斜、穩(wěn)斜、糾方位等關鍵技術可以一次性完成,尤其是單彎螺桿、尺寸穩(wěn)定器的出現(xiàn),可以實現(xiàn)滑動鉆井與旋轉鉆井相結合的鉆井方式,發(fā)揮了導向鉆井的重要作用,能大幅度提高機械鉆速,減少起下鉆次數(shù),降低工人勞動強度,縮短鉆井周期,節(jié)約鉆井成本。截止到2015年5月某鉆井公司已完成水平井2000井次,應用井型不斷豐富,包含深層水平井、側鉆水平井、對接連通水平井、超薄油層水平井、淺層大位移水平井、分支水平井等六種類型,應用的規(guī)模不斷擴大,水平不斷提高。
水平井在深層井方面還存在一定的技術瓶頸,存在的主要問題有,對于古老地層,油層埋藏深,巖層硬度強的地層,機械鉆井速度小,定向鉆井速度慢;有些特殊開發(fā)的井,井眼的設計比較特殊,井眼軌道控制難度大,例如:某井是特殊構造上一口井眼軌跡為開口等邊三角形、內切圓弧軌道特殊的深層水平井,其軌跡控制技術的關鍵是保持恒裝置角不變,力求狗腿度最小,井眼軌跡最平滑,定向難度大,進尺短。
在水平井鉆井工具及技術快速發(fā)展和定向測量設備不斷更新的大環(huán)境下,水平井鉆井已經成為各大油田重要的技術手段,其應用范圍逐漸拓展,已經應用到預探評價、勘探開發(fā)成組油氣藏等方面。石油是不可再生資源,隨時勘探開發(fā)的進行,勘探開發(fā)的難度越來越大,當今勘探的主要目標是老區(qū)剩余油勘探開發(fā),勘探開發(fā)難度可想而知,這就要求水平井多應用于薄差層,這給水平井技術提出了更高的要求。
為了不斷提高油氣層的鉆遇率,并能夠使鉆頭在油氣層中能夠任意延伸,應該大力發(fā)展MWD、LWD測量技術、地質導向技術、旋轉導向技術等。
提高水平井的鉆井速度是鉆井技術人員一直追求的目標,水平井技術在發(fā)展過程中,鉆井速度也得到了不同程度的提升,但是并沒有達到理想的速度,要想更好的保護油氣層,鉆井速度還需要進一步提升,根據(jù)現(xiàn)有技術水平,要想不斷提高哦鉆井速度就需要先進的配套的鉆井工具和設備,如:PDC鉆頭、熱穩(wěn)定聚晶金剛石鉆頭、高性能馬達、頂部驅動系統(tǒng)等。水平井鉆井技術在實際應用中趨于多樣化,隨著油田的深入開發(fā),為了提高鉆井效率,降低鉆井成本,顯著增加泄油面積,提高單井產量和油田采收率的目的,勘探開發(fā)的井類也日益多樣化,出現(xiàn)了水平井、大位移井、多目標井、多分支井等。
水平井技術的發(fā)展,使得一些井場的戰(zhàn)地面積減少,油氣井周圍的環(huán)境污染更少,鉆井技術變的更加健康、安全、環(huán)境,鉆井作業(yè)安全性不斷提高。一系列高精尖技術的出現(xiàn)使鉆井技術實現(xiàn)了自動化和信息化,如:旋轉導向鉆井系統(tǒng)和自動垂直鉆井系統(tǒng)的應用。水平井鉆井液、完井液體系向低密度鉆井液和氣體鉆井轉化,應用于水平井中的優(yōu)質鉆井液、完井液、低密度水泥以及欠平衡鉆井工藝,能夠更好的保護油氣層。人工智能專家系統(tǒng)、旋轉導向系統(tǒng)和智能完井工藝使鉆井向智能化方向邁進了一步,利用智能完井技術是建立數(shù)字油田的基礎,可有效地加快數(shù)字油田進程,其作用能夠優(yōu)化生產、提高采收率和降低生產成本。
水平井技術經過多年的發(fā)展已經日益成熟,有一些技術已經達到世界先進發(fā)達國家的技術水平,但仍然有一些技術需要提高,離世界先進水平還有一定差距,此外,隨著油田勘探開發(fā)難度的加大,也需要水平井鉆井技術不斷完善和提高。有了技術發(fā)展瓶頸才有可提升的空間,相信在廣大技術人員的共同努力下,水平井的技術難題將一一被攻克,水平井技術將不斷提升,水平井技術將不斷滿足油田勘探開發(fā)的需要。
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