以大位移井技术助力海上油气滚动开发

  [中国石化新闻网2024-05-06]
  上海海洋石油局工程院
  副总工程师李基伟
  海洋平台钻井易受地缘政治、井位选址等影响，如何拓展生产平台控制范围、动用更多边际储量，是国际公认的海洋钻完井关键难题。当前，大位移井技术已成为打造石化上游海域千万吨级油气资源接替阵地的重要手段。面对更深、更远、更快、更安全和更经济有效的发展需求，需进一步提高大位移井技术能力，实现滚动勘探开发、挖潜增产。
  海域大位移井钻井具有易塌、易漏、高摩阻、低钻速的特征，也带来了时效低、周期长、成本高、失败率高等一系列工程难题。
  为打破制约，上海海洋石油局及时总结经验，通过“把脉问诊”，实现“精准治疗”。工程技术团队从地层机理研究入手，提出了大位移井重点部署区域地层压力分析方法，建立了压力分布图，形成了考虑坍塌周期的大位移井长斜段井壁稳定分析技术，同时开展基于井震融合钻井风险识别研究，可准确识别断层及浅部小型断裂的分布和走向，预测风险井段及风险等级。在此基础上，形成了大位移井一体化优化设计技术，并基于大位移井动态摩阻扭矩分析预测，建立了大位移井“拟悬链线+圆弧”井眼轨道多目标优化模型，实现了降摩减阻；构建了“机械+水力+漏失风险+坍塌周期”大位移井延伸极限计算方法，形成了基于延伸能力的井身结构设计技术，有效提升了大位移井延伸能力。
  针对海域大位移井井筒控制难度高、深部机械钻速低的难点，工程技术团队提出了井眼轨道、钻具组合、降摩减阻等优化方案，建立了基于固液两相流的大位移井ECD计算模型和考虑浮力作用的动态岩屑床厚度预测模型，形成了以降摩减阻、封堵防塌、防漏堵漏和储层保护为核心的大位移井油基钻井液技术；建立了以“高冲击钻头+复合冲击器+旋转导向工具”为核心的大位移井一体化复合冲击提速技术，形成了兼顾提速和轨迹控制的大位移井钻具组合，同时构建了以机械钻速最高为目标的钻井参数优化方法，显著提高了钻井参数设计的科学性。
  针对地层温度高、高质量固井难度大的问题，工程技术团队优选了抗高温弹韧性材料、抗高温缓凝剂和降失水剂等固井水泥浆抗高温关键外加剂，与石油工程技术研究院共同研发了抗高温弹韧性防气窜水泥浆体系和高效驱油前置液体系；搭建了固井顶替数值模拟实验平台，完成了长斜段动态固井浆体顶替数值模拟实验，明确了顶替效率影响规律，改进了无极限循环尾管悬挂器，形成了海域大位移井固井配套工艺。
  基于自主研发的技术科研成果，海域大位移井钻井作业连续取得重大突破，有力支撑已建平台勘探开发覆盖范围延伸至6000米以深，2023年累计增加零散储量动用超52亿立方米、建成产能4.15亿立方米/年。