馬開華，侯立中，張洪寶

(1.中國石化石油工程技術(shù)研究院，北京100101；2.中國石化集團(tuán)國際石油勘探開發(fā)有限公司，北京100029)

中國石化自2001年開始實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略以來，海外油氣勘探開發(fā)業(yè)務(wù)發(fā)展迅速，截至2017年底，中國石化擁有境外油氣勘探開發(fā)項(xiàng)目40余個(gè)，分布于全球20多個(gè)國家，年權(quán)益油氣產(chǎn)量當(dāng)量超過4 000×104t，成為我國油氣能源供應(yīng)安全的重要保障。在發(fā)展海外油氣勘探開發(fā)業(yè)務(wù)過程中，中國石化根據(jù)國家油氣資源戰(zhàn)略需求和國際油氣資源市場(chǎng)形勢(shì)變化，不斷調(diào)整發(fā)展策略與海外油氣資源結(jié)構(gòu)。目前，中國石化海外油氣資源類型主要包括：1)深層/海洋油氣，如巴西、安哥拉、尼日利亞、喀麥隆、伊朗等國家的油氣區(qū)塊；2)老油田低品位油氣，如阿根廷、哈薩克斯坦、哥倫比亞等國家的油氣區(qū)塊；3)非常規(guī)油氣，如美國、加拿大、澳大利亞等國家的油氣區(qū)塊。

鉆井完井工程技術(shù)是提高油氣開發(fā)效益的關(guān)鍵。美國“頁巖氣革命”再次證明，鉆井完井工程技術(shù)的進(jìn)步可以大幅度降低油氣開發(fā)成本甚至改變國際能源格局[1]，以Barnett頁巖氣田為例，2004年開采成本為0.177美元/m3，單井鉆井周期長(zhǎng)達(dá)110 d，以水平井鉆井技術(shù)和分段壓裂技術(shù)為主的技術(shù)革新導(dǎo)致2011年開采成本降至0.088～0.106美元/m3，鉆井周期縮短至18 d。因此，有效發(fā)揮鉆井完井工程技術(shù)對(duì)海外油氣勘探開發(fā)的支撐作用，對(duì)于保障中國石化海外油氣勘探目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。路保平等人[2]在多年前分析了中國石化海外油氣勘探開發(fā)面臨的工程技術(shù)難題，并提出了對(duì)策，但近幾年中國石化海外油氣資源類型有了較大變化——深層/海洋油氣資源勘探開發(fā)的工程地質(zhì)環(huán)境更加復(fù)雜，老油田低品位油氣挖潛和提高采收率成為新的關(guān)注重點(diǎn)，非常規(guī)油氣的低成本開發(fā)技術(shù)需求增強(qiáng)——這些都對(duì)鉆井完井工程技術(shù)提出了新要求。當(dāng)前國際原油市場(chǎng)持續(xù)低迷，通過鉆井完井工程技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)降本增效也顯得更為迫切。

為此，筆者總結(jié)了近年來中國石化各海外區(qū)塊鉆井完井工程技術(shù)的主要進(jìn)展，分析了新資源格局和低油價(jià)市場(chǎng)形勢(shì)下海外油氣田鉆井完井工程技術(shù)存在的問題與面臨的挑戰(zhàn)，有針對(duì)性地提出了發(fā)展建議，以保障中國石化海外油氣戰(zhàn)略的實(shí)施。

1 技術(shù)現(xiàn)狀

作為大型國際石油公司，中國石化在發(fā)展過程中持續(xù)關(guān)注國際石油工程技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，不斷通過技術(shù)創(chuàng)新提升鉆井完井技術(shù)水平,應(yīng)用新型提速工具有效提高了鉆井速度，適應(yīng)復(fù)雜地層和環(huán)境的能力進(jìn)一步增強(qiáng)，鉆井完井裝備自動(dòng)化和智能化水平不斷提高，利用工程技術(shù)挖掘油氣藏潛力效果明顯。鉆井完井工程技術(shù)創(chuàng)新在伊朗雅達(dá)油田的集成應(yīng)用效果表明，工程技術(shù)進(jìn)步對(duì)于降低油氣田開發(fā)成本和提高開發(fā)效益具有重要作用。

1.1 鉆井提速技術(shù)

一系列鉆井提速工具的應(yīng)用，提高了復(fù)雜地層的鉆井速度和效率。如加拿大Daylight項(xiàng)目在Warburg地區(qū)的大位移井鉆井中應(yīng)用了水力振蕩器，通過在鉆具上產(chǎn)生周期性振動(dòng)破壞巖屑堆積和降低滑動(dòng)鉆進(jìn)摩阻[3]，配合頂驅(qū)振動(dòng)模式，創(chuàng)造了最大水平位移2 973.00 m和最快機(jī)械鉆速62.20 m/h的紀(jì)錄；巴西RSB項(xiàng)目和加拿大Daylight項(xiàng)目在硬地層或軟硬交錯(cuò)地層中使用了PDC-牙輪復(fù)合鉆頭，實(shí)踐證明，這種鉆頭集合了PDC鉆頭與牙輪鉆頭的特點(diǎn)，在硬地層、夾層和高研磨性地層的鉆進(jìn)中具有高破巖效率、長(zhǎng)壽命和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)[4]，巴西BM-S-11區(qū)塊φ660.4 mm井眼采用該復(fù)合鉆頭，平均機(jī)械鉆速提高43.60%，平均進(jìn)尺增加15.70%，目標(biāo)井段單位進(jìn)尺成本降低27.33%；巴西RSB項(xiàng)目采用“渦輪鉆具+孕鑲金剛石鉆頭”鉆進(jìn)鹽下高研磨性硅質(zhì)碳酸鹽巖地層，與普通螺桿鉆具相比，渦輪鉆具具有全金屬、耐高溫和高轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)；與常規(guī)PDC鉆頭相比，孕鑲金剛石鉆頭具有磨損自銳、長(zhǎng)期保持攻擊性和壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)[5]。

1.2 復(fù)雜地層和復(fù)雜環(huán)境鉆井技術(shù)

海外許多區(qū)塊鉆井液密度窗口窄，因此，確保鉆井安全尤為重要。尼日利亞、喀麥隆和安哥拉的海上項(xiàng)目普遍應(yīng)用控壓鉆井技術(shù)應(yīng)對(duì)窄密度窗口鉆井難題；伊朗雅達(dá)油田應(yīng)用控壓鉆井技術(shù)，精確控制應(yīng)力敏感地層井底壓力，應(yīng)對(duì)巨厚活躍瀝青層鉆井難題[6]，如S03井應(yīng)用控壓鉆井技術(shù)，瀝青層作業(yè)時(shí)間縮短至25 d，與鄰井相比節(jié)約鉆井液2 200 m3，鉆井成本降低400萬美元。為提高鉆井機(jī)械鉆速、改善井眼質(zhì)量和提高儲(chǔ)層鉆遇率，海上項(xiàng)目中的定向井和大位移井鉆井普遍應(yīng)用了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)，喀麥隆項(xiàng)目在φ152.4 mm井眼中應(yīng)用φ120.7 mm小尺寸旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)，成功鉆進(jìn)了167.00 m長(zhǎng)的水平段。埃及Apache項(xiàng)目應(yīng)用套管鉆井技術(shù)，降低了漏失量，建井成本降低8～17萬美元。巴西和安第斯項(xiàng)目采用可膨脹尾管懸掛器，解決了定向深井尾管下入和封隔器坐封難題。阿根廷SJ油田應(yīng)用非滲透防塌鉆井液，提高了泥頁巖抑制能力，井徑擴(kuò)大率由40%降至5%，鉆井周期縮短15%[7]，單井鉆井成本降低16%。尼日利亞、喀麥隆和巴西RSB海上油田普遍應(yīng)用合成基鉆井液技術(shù)，該鉆井液具有優(yōu)良的抑制性、潤滑性、安全性、低溫穩(wěn)定性和環(huán)保特點(diǎn)[8]。美國MLJV項(xiàng)目在MISSI-LIME地層成功實(shí)施多分支井鉆井，雙分支井鉆井完井成本較常規(guī)方式降低26%，三分支井鉆井完井成本較常規(guī)方式降低44%，使原來不具備商業(yè)開采價(jià)值的土地單元具有了開發(fā)價(jià)值。

1.3 智能化鉆井完井技術(shù)

隨鉆測(cè)量、隨鉆測(cè)井技術(shù)在海上作業(yè)中廣泛應(yīng)用。安第斯項(xiàng)目采用主動(dòng)隨鉆測(cè)井技術(shù)，保證儲(chǔ)層鉆遇率為100%；采用Well Commander循環(huán)旁通閥技術(shù)配合隨鉆測(cè)壓，通過投球激活和關(guān)閉，泵送高濃度堵漏液、壓井液，改善了井眼清潔狀況，防止了井下復(fù)雜情況的發(fā)生。加拿大Daylight項(xiàng)目采用BlackBox隨鉆記憶存儲(chǔ)裝置實(shí)時(shí)記錄鉆頭振動(dòng)和粘滑信息，實(shí)現(xiàn)了鉆頭優(yōu)選和鉆井參數(shù)優(yōu)化[9]；該項(xiàng)目“井工廠”技術(shù)應(yīng)用成熟，單井場(chǎng)8口井采用工廠化作業(yè)，平均井深4 600.00 m左右，鉆井周期僅25 d，搬遷費(fèi)用降低40%[10]。智能完井技術(shù)通過分布式數(shù)據(jù)采集、傳輸、油井生產(chǎn)狀態(tài)自動(dòng)分析與診斷和遠(yuǎn)程自動(dòng)調(diào)節(jié)井下流量控制閥，實(shí)現(xiàn)油藏實(shí)時(shí)注采自動(dòng)管理。Addax尼日利亞項(xiàng)目通過智能分段完井技術(shù)實(shí)現(xiàn)3個(gè)儲(chǔ)層同時(shí)開采，降低了鉆井完井作業(yè)成本，提高了采收率。哥倫比亞NGEC項(xiàng)目通過遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了北京—波哥大—鉆井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向作業(yè)，提高了油層鉆遇率。

1.4 提高油氣產(chǎn)量工程技術(shù)

針對(duì)海外各區(qū)塊的地質(zhì)特點(diǎn)，應(yīng)用了先進(jìn)的石油工程技術(shù)提高油氣產(chǎn)量。哥倫比亞圣湖能源項(xiàng)目采用優(yōu)化泡沫調(diào)剖工藝(優(yōu)化了注入時(shí)機(jī)、方式和流程)，平均單井產(chǎn)量提高了150%；加拿大Daylight項(xiàng)目的致密砂巖油氣水平井引入“井工廠”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了單井場(chǎng)8口井叢式井組同步壓裂，分段壓裂級(jí)數(shù)最高達(dá)到40級(jí)，單井產(chǎn)量提高近1倍，作業(yè)成本比同類井常規(guī)壓裂降低30%；喀麥隆項(xiàng)目引進(jìn)同心環(huán)空充填系統(tǒng)，礫石充填一次成功率100%，增產(chǎn)效果明顯；阿爾及利亞扎爾則項(xiàng)目采用了油基鉆井液，鉆井液密度控制在0.84～0.95 kg/L，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層超近平衡壓力鉆井，減少了儲(chǔ)層污染；阿根廷SJ油田應(yīng)用了低傷害壓裂液，單井平均產(chǎn)量較常規(guī)壓裂技術(shù)提高25%；伊朗雅達(dá)油田應(yīng)用自轉(zhuǎn)向酸化技術(shù)，解決了非均質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層長(zhǎng)水平段均勻酸化的問題，單井產(chǎn)量提高5.5倍。

1.5 技術(shù)創(chuàng)新集成應(yīng)用效果

技術(shù)創(chuàng)新集成應(yīng)用是降低油氣田整體開發(fā)成本和提高開發(fā)效益的重要途徑。以伊朗雅達(dá)油田為例，該油田是中國石化海外第一個(gè)自主設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營的千萬噸級(jí)大型整裝油田，自2010年開始鉆井施工以來，該油田通過井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化、高效破巖工具應(yīng)用、鉆井液體系優(yōu)化、瀝青層鉆井技術(shù)攻關(guān)等，建井周期較前期縮短63.0%，平均非生產(chǎn)時(shí)間縮短31.7%，累積節(jié)約投資8 940萬美元。

2 存在的問題及面臨的挑戰(zhàn)

中國石化海外油氣田鉆井完井技術(shù)提質(zhì)增效效果明顯，但是依然存在區(qū)塊間技術(shù)發(fā)展水平不均衡、自主技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)等問題。持續(xù)低迷的原油市場(chǎng)、日益嚴(yán)苛的國際投資環(huán)境、新資源結(jié)構(gòu)下復(fù)雜的工程地質(zhì)環(huán)境和迫切的技術(shù)創(chuàng)新需求，都給中國石化海外油氣田鉆井完井技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。

2.1 存在的問題

2.1.1 海外區(qū)塊間技術(shù)發(fā)展水平不均衡

盡管一系列先進(jìn)、高效鉆井完井工程技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生了巨大的降本增效效果，但部分海外區(qū)塊仍較多地采用常規(guī)的鉆井完井技術(shù)，主要原因?yàn)椋?/p>

1) 部分海外區(qū)塊地質(zhì)條件良好，鉆井完井技術(shù)挑戰(zhàn)不大，常規(guī)工程技術(shù)可以滿足鉆探和開發(fā)需求；或受到資源國市場(chǎng)整體技術(shù)水平限制，先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)困難或成本高，不利于油氣資源經(jīng)濟(jì)開發(fā)。

2) 部分海外區(qū)塊鉆井完井工程技術(shù)力量薄弱，項(xiàng)目收購后未進(jìn)行科學(xué)、詳細(xì)的工程技術(shù)適應(yīng)性評(píng)價(jià)，而是沿用收購前的工程技術(shù)方案，先進(jìn)有效的技術(shù)沒有得到應(yīng)用，導(dǎo)致施工效率低下、投資成本較高。

3) 海外區(qū)塊間信息共享機(jī)制不成熟，成功經(jīng)驗(yàn)無法實(shí)現(xiàn)快速共享、評(píng)價(jià)和移植，無法發(fā)揮一體化信息資源優(yōu)勢(shì)。如加拿大Daylight項(xiàng)目采用水力振蕩器、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井和一趟鉆技術(shù)等進(jìn)行水平井鉆井，平均機(jī)械鉆速達(dá)15.0 m/h，可通過技術(shù)移植實(shí)現(xiàn)其他海外油氣田水平井鉆井提質(zhì)增效；巴西RSB和加拿大Daylight項(xiàng)目采用PDC-牙輪復(fù)合鉆頭鉆進(jìn)軟硬交錯(cuò)地層，對(duì)哈薩克斯坦KOA軟硬交錯(cuò)地層鉆井提速和延長(zhǎng)鉆頭使用壽命具有借鑒意義。鉆井信息實(shí)時(shí)跟蹤技術(shù)已經(jīng)在主要海上區(qū)塊和加拿大、安第斯等項(xiàng)目應(yīng)用，而其他區(qū)塊鉆井信息化水平相對(duì)較低，不利于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的作業(yè)效率管理和提升。北美頁巖氣“井工廠”和自動(dòng)化鉆機(jī)等技術(shù)也具有應(yīng)用于其他常規(guī)油氣田提高作業(yè)效率和降低成本的潛力。

2.1.2 中國石化自主研發(fā)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)

中國石化海外項(xiàng)目涉及的國家和地區(qū)多，技術(shù)應(yīng)用水平參差不齊，這些年雖然注重自主研發(fā)技術(shù)的推廣和應(yīng)用，但與國際大型油氣技術(shù)服務(wù)公司相比競(jìng)爭(zhēng)力依然不強(qiáng)。海外區(qū)塊目前應(yīng)用的中國石化自主研發(fā)技術(shù)主要為常規(guī)鉆井完井工具和化學(xué)助劑(如PDC鉆頭、螺桿鉆具、尾管懸掛器和套管附件、鉆井液和水泥漿添加劑等)，高附加值技術(shù)和綜合配套技術(shù)應(yīng)用較少。隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向、套管鉆井、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井、海上精細(xì)控壓鉆井和智能完井等技術(shù)主要掌握在國際大型石油公司或技術(shù)服務(wù)公司手中，如Shell公司、Schlumberger公司、Halliburton公司等。隨著中國石化海外勘探開發(fā)逐步進(jìn)入深層、深水和非常規(guī)等資源動(dòng)用難度大的領(lǐng)域，對(duì)鉆井完井工程技術(shù)水平的要求越來越高，國際大型油氣技術(shù)服務(wù)公司的技術(shù)壟斷導(dǎo)致服務(wù)費(fèi)用高，不利于降低作業(yè)成本。

2.2 面臨的挑戰(zhàn)

2.2.1 國際油價(jià)低位震蕩，降本增效壓力依然較大

在原油產(chǎn)量持續(xù)上升、供大于求、原油市場(chǎng)利空預(yù)期和國際地緣政治等因素的影響下，國際原油價(jià)格在短期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)高位反彈，根據(jù)美國能源信息署(EIA)2018年7月的預(yù)測(cè)，布倫特原油價(jià)格在2020年以前將大概率位于80美元/桶以下，目前大部分學(xué)者認(rèn)為油價(jià)將長(zhǎng)期低位震蕩，油氣行業(yè)的“寒冬期”短時(shí)間內(nèi)不會(huì)結(jié)束[11_12]。低油價(jià)形勢(shì)下，某些鉆井完井工程技術(shù)會(huì)導(dǎo)致原油開發(fā)成本過高，甚至超過經(jīng)濟(jì)開采界限，鉆井完井技術(shù)如何配合經(jīng)營策略的調(diào)整快速降低工程成本和提高油氣產(chǎn)量,成為迫切需要解決的問題。

2.2.2 資源國法律法規(guī)、合同條款要求苛刻

國際油氣資源合作項(xiàng)目的合同模式日趨苛刻。以回購合同為例，石油公司需要在較短的合同期限內(nèi)回收成本，如何保障海外項(xiàng)目在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)投資效益的最大化是鉆井完井工程技術(shù)需要解決的問題。安全生產(chǎn)、綠色環(huán)保也已經(jīng)成為國際油氣合作最基本的和重要的要求，如俄羅斯薩哈林等項(xiàng)目要求鉆井液、鉆屑、廢水等“零排放”；為了保護(hù)飲用水資源不受污染，美國一些州相繼立法禁止采用水力壓裂技術(shù)開采天然氣；阿根廷為保護(hù)森林資源，井位審批日益嚴(yán)格。

2.2.3 復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下鉆井周期長(zhǎng)、成本高

1) 海上窄密度窗口鉆井壓力控制困難。海上區(qū)塊儲(chǔ)層孔隙壓力普遍較高且海水產(chǎn)生的上覆壓力低，導(dǎo)致淺部地層易破裂。海上區(qū)塊普遍存在窄密度窗口難題，深水區(qū)塊更加突出。鉆井過程中漏、噴問題嚴(yán)重，導(dǎo)致非生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，井控風(fēng)險(xiǎn)大、鉆井周期長(zhǎng)，工程成本高。巴西PDA深水區(qū)塊(水深2 600.00～3 000.00 m)鹽下灰?guī)r地層裂縫、溶洞發(fā)育，安全密度窗口窄(0.02～0.05 kg/L)，PDA-1井鉆井過程中漏失鉆井液約12 000 m3，單井非生產(chǎn)時(shí)間達(dá)841 h，鉆井成本增加6 000萬美元。尼日利亞近海Addax OML137區(qū)塊(水深65.00～496.00 m)的Asanga-2井φ165.1 mm井段進(jìn)行靜態(tài)流動(dòng)測(cè)試時(shí)出現(xiàn)溢流，壓井時(shí)又發(fā)生漏失，非生產(chǎn)時(shí)間占比高達(dá)32.0%。

2) 復(fù)雜地層鉆井周期長(zhǎng)、成本高。高溫高壓環(huán)境下作業(yè)困難、硬地層/軟硬交錯(cuò)地層鉆速低、井漏、井壁失穩(wěn)等傳統(tǒng)鉆井難題在部分海外區(qū)塊依然存在。喀麥隆項(xiàng)目Ngosso區(qū)塊平均水深2.00～3.00 m，儲(chǔ)層孔隙壓力當(dāng)量密度達(dá)1.94～2.08 kg/L，井底溫度高達(dá)196 ℃，AZOBE-1X井鉆井過程中發(fā)生溢流、漏失、井壁坍塌等復(fù)雜情況，導(dǎo)致鉆井周期比設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)22.71 d，鉆井費(fèi)用超支2 050萬美元。哈薩克斯坦KOA油田完鉆井深3 000.00～3 200.00 m，平均鉆井周期達(dá)110 d左右，鉆遇地層多為礫石層、鹽層、巨厚鹽膏層、塑性泥巖、泥板巖和碳酸鹽巖，部分地層研磨性強(qiáng)，導(dǎo)致機(jī)械鉆速低，井斜控制難度大，且坍塌、漏失情況頻發(fā)，非生產(chǎn)時(shí)間占比達(dá)到11.8%。

3) 高強(qiáng)度、高研磨性地層機(jī)械鉆速低。一些強(qiáng)度和研磨性極高的地層機(jī)械鉆速低，導(dǎo)致作業(yè)周期增長(zhǎng)，鉆井提速的挑戰(zhàn)性巨大。尤其在作業(yè)日費(fèi)高昂的深水區(qū)塊，作業(yè)時(shí)間增長(zhǎng)導(dǎo)致作業(yè)成本迅速增加。巴西RSB項(xiàng)目鹽下儲(chǔ)層中下部為堅(jiān)硬的硅化碳酸鹽巖，伴有燧石和頁巖，單軸抗壓強(qiáng)度達(dá)240 MPa，PDA構(gòu)造3口井的實(shí)鉆數(shù)據(jù)表明，平均單只鉆頭進(jìn)尺45.00 m，平均機(jī)械鉆速僅為1.29 m/h。

2.2.4 特殊儲(chǔ)層油氣資源動(dòng)用難度大

1) 非常規(guī)油氣儲(chǔ)層識(shí)別困難。與常規(guī)油氣相比，非常規(guī)油氣的巖性特征和成藏條件更加復(fù)雜，儲(chǔ)層的強(qiáng)非均質(zhì)性和各向異性導(dǎo)致地球物理響應(yīng)多解性更強(qiáng)，“甜點(diǎn)”識(shí)別更加困難[13]。如美國SDA項(xiàng)目的主要目的層為Mississippi層，采用水平井分段壓裂開發(fā)，但在開采初期含水率即達(dá)到80%以上，儲(chǔ)層“甜點(diǎn)”識(shí)別不準(zhǔn)確、油水分布規(guī)律認(rèn)識(shí)不清楚等問題導(dǎo)致開發(fā)效果不理想，需要基于綜合地球物理技術(shù)對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)評(píng)價(jià)。

2) 老油田油井效益提升空間大。中國石化海外油氣產(chǎn)量主要來自開發(fā)中后期油田，“雙高”(高采出程度、高含水率)現(xiàn)象突出，部分油田可采儲(chǔ)量的采出程度高于80%，含水率高于80%。同國內(nèi)老油田開發(fā)實(shí)踐相比，海外油田精細(xì)化管理程度相對(duì)較低，普遍沒有形成體系化的綜合治理措施，具有通過國內(nèi)技術(shù)移植提高效益的較大潛力。如何利用工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水、提高單井產(chǎn)量，成為迫切需要解決的問題。

3) 完井井筒流動(dòng)保障困難。出砂、深水天然氣水合物、瀝青和蠟析出等流動(dòng)保障問題在海外區(qū)塊普遍存在，阻礙了油氣通道暢通和產(chǎn)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。哈薩克斯坦FIOC區(qū)塊地層疏松、出砂嚴(yán)重，主要采用套管射孔完井(部分井采用篩管完井)，防砂作業(yè)井修井周期短(6～12個(gè)月)、單井產(chǎn)量低(1～5 t/d)，開發(fā)效果差；哥倫比亞圣湖能源Moriche和Jazmin稠油油田砂巖儲(chǔ)層埋藏淺(400.00～600.00 m)、中高滲、膠結(jié)差，原油黏度高，蒸汽吞吐熱采生產(chǎn)出砂嚴(yán)重，防砂周期短、難度大、效果差，甚至發(fā)生割縫篩管堵塞變形現(xiàn)象；巴西RSB項(xiàng)目采用大量注入甲醇的方法抑制生產(chǎn)過程中天然氣水合物的形成，依然無法阻止天然氣水合物形成堵塞生產(chǎn)管柱，PDA井生產(chǎn)過程中天然氣水合物堵塞4次，其中2次導(dǎo)致氣井停產(chǎn)；伊朗雅達(dá)油田以Fahliyan儲(chǔ)層為目的層的生產(chǎn)井完井測(cè)試時(shí)原油中的瀝青質(zhì)析出并附著在油管內(nèi)壁上，導(dǎo)致鋼絲作業(yè)時(shí)工具下入遇阻，5口井由于油管內(nèi)瀝青析出沉積導(dǎo)致井下堵塞器取出困難；阿根廷SJ油田MEN區(qū)塊瀝青質(zhì)和CO2含量高，生產(chǎn)壓差大，生產(chǎn)過程中嚴(yán)重結(jié)垢造成生產(chǎn)管柱被卡、腐蝕，結(jié)垢井段甚至長(zhǎng)達(dá)200.00～300.00 m，采用分段擠酸清洗和套銑，單井作業(yè)成本達(dá)80～100萬美元。

3 技術(shù)發(fā)展建議

根據(jù)中國石化海外油氣田鉆井完井技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、存在的問題及面臨的挑戰(zhàn)，建議持續(xù)推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)對(duì)油價(jià)震蕩沖擊，依靠“瓶頸”技術(shù)攻關(guān)、集成應(yīng)用、基礎(chǔ)研究、精細(xì)化和信息化管理實(shí)現(xiàn)降本增效。

3.1 不確定油氣市場(chǎng)環(huán)境下低成本發(fā)展戰(zhàn)略

低油價(jià)形勢(shì)下各大國際石油公司相繼通過精簡(jiǎn)機(jī)構(gòu)、裁員減薪、壓低服務(wù)價(jià)格等措施降低成本，但是研發(fā)投入?yún)s穩(wěn)中有升，通過技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)對(duì)低油價(jià)沖擊[14]。因此，在較低油價(jià)形勢(shì)下，需要針對(duì)中國石化海外油氣田鉆井完井技術(shù)存在的問題和面臨的挑戰(zhàn)，持續(xù)推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)降本增效、提升企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力，具體內(nèi)容包括：1)針對(duì)海外油氣田面臨的突出工程技術(shù)難題進(jìn)行攻關(guān)，形成配套技術(shù)，直接降低作業(yè)成本；2)依托中國石化在國內(nèi)外油田開發(fā)中積累的豐富技術(shù)資源，開展技術(shù)集成應(yīng)用，快速提高開發(fā)效益；3)加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和技術(shù)儲(chǔ)備，提升自主創(chuàng)新能力和核心競(jìng)爭(zhēng)力；4)提高技術(shù)管理體系的標(biāo)準(zhǔn)化和信息化水平，通過先進(jìn)的技術(shù)管理體系挖掘工程成本的降低空間。

3.2 依靠技術(shù)創(chuàng)新降低成本和提升效益

3.2.1 針對(duì)突出難題開展“瓶頸”技術(shù)攻關(guān)

針對(duì)中國石化各海外區(qū)塊面臨的突出技術(shù)難題開展“瓶頸”技術(shù)攻關(guān)，以關(guān)鍵工具、材料和工藝的優(yōu)選與研發(fā)為手段，快速形成針對(duì)性的解決方案和技術(shù)系列，直接降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和成本。

1) 窄密度窗口井筒強(qiáng)化技術(shù)。針對(duì)海上和陸上區(qū)塊裂縫性碳酸鹽巖地層的特點(diǎn)，在精確地質(zhì)環(huán)境因素描述的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)高效化學(xué)處理劑(如高性能防漏堵漏材料、強(qiáng)抑制強(qiáng)封堵防塌材料和智能固井堵漏聚合物材料等)的研發(fā)，形成配套工作液體系和施工工藝，提高薄弱地層的漏失壓力，降低坍塌壓力，拓寬鉆井液密度窗口，實(shí)現(xiàn)窄密度窗口井筒強(qiáng)化。

2) 精細(xì)控壓鉆井技術(shù)。針對(duì)海外區(qū)塊窄密度窗口地層的特點(diǎn)，在研究井筒多相流動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上，開展井下壓力測(cè)量和控制方法研究，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵裝備(如PWD、旋轉(zhuǎn)控制頭、自動(dòng)節(jié)流管匯、節(jié)流閥和回壓泵系統(tǒng)等)的研發(fā)自主化，形成綜合配套技術(shù)，進(jìn)行控壓鉆井、接立柱、起下鉆和控壓下套管、注水泥等，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

3) 復(fù)雜地層快速破巖技術(shù)。針對(duì)地層軟硬交錯(cuò)、研磨性高等特點(diǎn)，開展巖石力學(xué)特性分析(包括巖石研磨性、抗壓強(qiáng)度和可鉆性等)和不同類型破巖方式適應(yīng)性評(píng)價(jià)(如“孕鑲金剛石鉆頭+渦輪鉆具”、復(fù)合鉆頭、“沖擊器+牙輪鉆頭”等)，優(yōu)選鉆頭型號(hào)和高效破巖工具，優(yōu)化施工參數(shù)，以提高機(jī)械鉆速、降低單位進(jìn)尺成本。

4) 完井井筒流動(dòng)保障技術(shù)。針對(duì)淺層砂巖儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)疏松、高含瀝青質(zhì)油井瀝青易析出、海上油氣生產(chǎn)易受溫度和壓力的影響等特點(diǎn)，進(jìn)行出砂機(jī)理、瀝青質(zhì)析出預(yù)測(cè)和天然氣水合物形成機(jī)理分析，開展高效長(zhǎng)效防砂工藝、瀝青質(zhì)析出防治工藝和天然氣水合物形成防治工藝研究，以實(shí)現(xiàn)油氣井井筒生產(chǎn)暢通，提高生產(chǎn)效率。

5) 非常規(guī)油氣開發(fā)工程技術(shù)。以高效、低成本開發(fā)為目標(biāo)，針對(duì)海外非常規(guī)油氣開發(fā)技術(shù)難點(diǎn)開展技術(shù)攻關(guān)，形成非常規(guī)油氣開發(fā)配套工程技術(shù)，包括：測(cè)錄井綜合評(píng)價(jià)技術(shù)、高效鉆井技術(shù)、井眼穩(wěn)定鉆井液技術(shù)和分段完井與壓裂技術(shù)等。

6) 深水鉆井完井關(guān)鍵技術(shù)。依托海外深水油氣資源勘探開發(fā)重點(diǎn)區(qū)塊，借鑒國際先進(jìn)技術(shù)，開展深水鉆井完井關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)研究，包括：深水工程地質(zhì)環(huán)境因素描述技術(shù)、井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、鉆井液技術(shù)、固井技術(shù)、完井流動(dòng)保障技術(shù)、智能完井技術(shù)、井筒完整性評(píng)價(jià)與保障技術(shù)等。

3.2.2 加快成熟技術(shù)的集成應(yīng)用

在科學(xué)評(píng)價(jià)適應(yīng)性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行技術(shù)集成和移植，快速形成配套的工藝和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)塊的挖潛增效。

1) 老油田挖潛增效綜合技術(shù)。在老油田提高采收率、改善開發(fā)效果方面，國內(nèi)油田積累了較為豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，形成了不同系列的針對(duì)性技術(shù)，如基于先進(jìn)測(cè)錄井解釋方法的油藏精細(xì)描述技術(shù)、水平井鉆井技術(shù)、智能找堵水技術(shù)和精細(xì)分層注水技術(shù)等。因此，有必要針對(duì)海外老油田的開發(fā)現(xiàn)狀，借鑒國內(nèi)類似油田挖潛增效的有效做法，形成有針對(duì)性的老油田綜合治理集成技術(shù)。

2) 海外區(qū)塊成熟技術(shù)的推廣應(yīng)用。部分海外區(qū)塊工程技術(shù)應(yīng)用效果顯著，如：北美非常規(guī)油氣開發(fā)“井工廠”技術(shù)系列(包括自動(dòng)化鉆機(jī)、多級(jí)同步壓裂、長(zhǎng)水平段優(yōu)快鉆井技術(shù)等)，對(duì)其他海外區(qū)塊水平井、叢式井提質(zhì)增效具有參考價(jià)值；阿根廷SJ油田非滲透防塌鉆井液技術(shù)，可移植應(yīng)用于其他區(qū)塊易塌地層，改善井眼穩(wěn)定性；伊朗雅達(dá)項(xiàng)目碳酸鹽巖儲(chǔ)層長(zhǎng)水平段自轉(zhuǎn)向酸化技術(shù)，也可應(yīng)用于類似碳酸鹽巖油田水平井，提高單井產(chǎn)量。在技術(shù)移植適應(yīng)性評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，開展成熟技術(shù)在海外區(qū)塊的推廣應(yīng)用，有助于快速降低施工成本，提高作業(yè)質(zhì)量和油氣產(chǎn)量。

3.2.3 重視基礎(chǔ)研究和技術(shù)儲(chǔ)備

基礎(chǔ)理論不完善或機(jī)理不明是各類技術(shù)難題持續(xù)困擾海外區(qū)塊勘探開發(fā)進(jìn)程的根本原因。如地層參數(shù)預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確,導(dǎo)致鉆井溢流、漏失等復(fù)雜情況頻發(fā)；多相流動(dòng)規(guī)律不明,導(dǎo)致深水生產(chǎn)過程中天然氣水合物預(yù)測(cè)和防治困難，等等。有必要把握國際油氣資源發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)主要工程技術(shù)需求，加強(qiáng)關(guān)鍵領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)儲(chǔ)備工作，包括特殊巖性地層工程地質(zhì)環(huán)境因素描述方法、深水控壓鉆井和油氣生產(chǎn)過程中的多相流動(dòng)規(guī)律、復(fù)雜地層井眼失穩(wěn)機(jī)理、應(yīng)力敏感裂縫性地層惡性漏失機(jī)理、高強(qiáng)度高研磨性巖石破碎機(jī)理、深水和大位移井鉆井完井設(shè)計(jì)理論、井筒完整性評(píng)價(jià)方法、特殊油氣儲(chǔ)層地球物理識(shí)別方法、低品位油氣滲流機(jī)理和剩余油分布規(guī)律、超深水和極地冷海鉆井完井基礎(chǔ)理論等，以基礎(chǔ)理論研究促進(jìn)技術(shù)載體的形成和工藝水平的提高，增強(qiáng)未來在國際潛在油氣資源開發(fā)中的話語權(quán)。

3.3 完善工程技術(shù)管理體系

鑒于各國政策法規(guī)、承包方采用的質(zhì)量控制與作業(yè)指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)不同，各區(qū)塊地質(zhì)特點(diǎn)和采用的鉆井完井工程技術(shù)不同，有必要通過鉆井完井工程質(zhì)量管理體系和一體化鉆井完井工程信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)海外區(qū)塊施工的質(zhì)量控制和作業(yè)管理，實(shí)現(xiàn)投資效益最大化。

1) 鉆井完井工程質(zhì)量管理體系。經(jīng)過多年努力，中國石化形成了較為系統(tǒng)的海外油氣田鉆井完井工程質(zhì)量管理體系，但還需要對(duì)標(biāo)國際石油公司，進(jìn)行體系的完善和推廣工作，形成對(duì)工程招標(biāo)、設(shè)計(jì)、施工和驗(yàn)收全過程的質(zhì)量控制和管理，提高整體作業(yè)水平。

2) 石油工程一體化信息管理體系。對(duì)標(biāo)國際先進(jìn)的石油工程信息管理技術(shù)，依托先進(jìn)的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、大數(shù)據(jù)挖掘和可視化技術(shù)，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)，以整合石油工程信息資源，實(shí)現(xiàn)工程施工遠(yuǎn)程跟蹤與決策支持、新項(xiàng)目收購工程風(fēng)險(xiǎn)分析、承包商績(jī)效評(píng)價(jià)與管理、施工經(jīng)驗(yàn)共享與作業(yè)優(yōu)化等，提高整體技術(shù)管理水平。

3) 井控信息與監(jiān)測(cè)平臺(tái)。海外資源國井控標(biāo)準(zhǔn)不一，承包商水平及裝備參差不齊，井控管理難度大，有必要建立全球井控信息與監(jiān)測(cè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)井控相關(guān)人員、設(shè)備、運(yùn)行體系的查證、調(diào)用及更新的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，以及井控相關(guān)數(shù)據(jù)資料共享、事前預(yù)防和事中監(jiān)控等，提高海外項(xiàng)目井控管理水平及施工的安全性。

4 結(jié)束語

十幾年來，中國石化海外油氣田鉆井完井工程技術(shù)快速發(fā)展，為海外油氣資源勘探和開發(fā)提供了強(qiáng)有力的支撐和保障。面對(duì)油氣資源分布新格局和國際油氣市場(chǎng)新形勢(shì)，中國石化海外油氣田鉆井完井技術(shù)需要持續(xù)推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)對(duì)低油價(jià)挑戰(zhàn)，并在以下方面加快發(fā)展：針對(duì)海外區(qū)塊面臨的突出技術(shù)難題，把握世界油氣資源行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，開展“瓶頸”技術(shù)攻關(guān)和技術(shù)儲(chǔ)備研究，形成一系列核心技術(shù)，以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的提升；對(duì)海外區(qū)塊進(jìn)行工程技術(shù)普查與適應(yīng)性評(píng)價(jià)，依托國內(nèi)外成熟經(jīng)驗(yàn)，開展高效鉆井完井工程技術(shù)的推廣應(yīng)用工作，以降低作業(yè)成本，提高油氣產(chǎn)量；重視大數(shù)據(jù)在提升技術(shù)管理水平中的作用，包括承包商管理、新項(xiàng)目收購、工程作業(yè)優(yōu)化和成熟經(jīng)驗(yàn)共享等，進(jìn)行基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的鉆井完井工程信息管理體系建設(shè)，連通信息孤島，挖掘海外區(qū)塊降本增效潛力；加強(qiáng)工程技術(shù)同勘探、開發(fā)的一體化協(xié)同作用，在組織管理、作業(yè)部署、綜合研究和信息采集等方面實(shí)現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同運(yùn)作，破除專業(yè)壁壘，提高效率，共同保障資源開發(fā)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和投資效益的最大化。

致謝：在本文撰寫過程中，得到了中國石化集團(tuán)國際石油勘探開發(fā)有限公司張傳進(jìn)，中國石化石油工程技術(shù)研究院侯緒田、宋明全、薛玉志、王敏生等同志的幫助，在此一并表示感謝。