复杂结构井技术破解老油田开发难题

  [中国石化报2010年3月10日]  为钻头装上先进的地质导向测量仪器，在深达千米的地下，自动识别砂泥层和油水层，并准确捕捉到油层。由胜利油田钻井工艺研究院自主研发的以地质导向钻井技术为核心的复杂结构井钻井配套技术，破解了老油田中夹层、薄油层、低压低渗透低产储层等制约老油田勘探开发的难题，获得了国家科技进步二等奖。2008年，这项技术曾获山东省科技进步一等奖。

  “油气硬稳定”迫切需要复杂油藏开发“杀手锏”

  目前，国内各大油田剩余油资源的品位愈来愈差。开发数十年的玉门油田、大庆油田、胜利油田、中原油田、四川油田、延长油田等老油田，夹层、薄油层、低压低渗透低产储层、难动用储层、非均质储层越来越多，钻井施工难度大、速度慢、周期长、成本高、单井产量低。如何破解复杂油藏开发难题，成为老油田保持“油气硬稳定”的关键。

  胜利钻井院研发的复杂结构井钻井配套技术有3项创新技术，即双地质参数地质导向钻井技术、四级分支水平井及鱼骨状水平分支井钻井技术和密集型丛式井钻井技术，其核心技术是双地质参数地质导向钻井技术。

  作为20世纪90年代发展起来的前沿钻井技术，地质导向钻井技术通过对实时采集的数据进行分析、研究，采用滑动和转动钻井方式，使井眼轨迹在油藏中钻进。“在油气井钻井过程中，实时测量多种井底信息，对所钻地层的地质参数进行实时评价，从而精确地确定井下钻具命中最佳地质目标。”胜利油田首席高级专家、胜利钻井院院长韩来聚解释。

  据韩来聚介绍，国外的地质导向测量仪器（LWD）在20世纪末就相当成熟，能够实时测量近钻头处的地质参数和工程参数，但由于多参数LWD仪器开发难度大、费用高、操作复杂，加之技术掌握在世界上少数国家手中，推广应用范围很小。

  随着我国石油勘探开发技术的不断发展，地质导向钻井技术在海上丛式井、大位移井、大斜度井及水平井中普遍应用，效益显著，但我国LWD仪器全部依赖进口。

  自2002年起，胜利钻井院陆续开展了以“十五”国家科技攻关项目“复杂油气藏钻井配套技术和关键装备研究”和中国石化“十条龙”科技攻关项目“地质导向钻井技术研究”为支撑的自主攻关研究工作。在研制过程中，胜利钻井院按照仪器研制与工艺研究相结合，理论研究、室内试验与现场试验同步进行，对不同的研究内容采用并行研究、分步实施的路线，经过3～4年的自主攻关，逐步完成了地质导向随钻测量仪器研制和地质导向钻井工艺技术研究工作，其间完成了25口薄油层水平井的地质导向钻井现场试验，其中最薄油层低于1米，平均水平段长度301.82米，水平段井眼轨迹的平均油层有效延伸率达94.39%，形成了地质导向钻井工艺配套技术。

  瞄准需求研发3种核心仪器突破4项关键技术

  在深达几千米、结构复杂的井下，如何准确导向到砂岩储层是钻井界的难题，胜利油区砂岩储层并含底水的特点更增加了地质的复杂性。

  胜利钻井院研发了能够实时测量地层岩性、分辨上下岩性界面特征、有效发现储层、捕捉进入储层最佳时机的方位伽马随钻测量仪；为有效避开底水层并确定地层钻井液侵入情况和储层渗透性，研发了可同时测量两个径向深度的地层电阻率、准确测量地层电阻率的随钻双感应电阻率测量仪；为实现复杂结构井井眼轨迹的精确测量和数据的实时传输，研发了正脉冲无线随钻测量仪，并编制了国家行业标准；3种仪器串联应用，形成了双地质参数和井眼轨迹参数地质导向测量系统。

  在系统研发过程中，胜利钻井院还突破了4项配套关键技术。一是为井下复杂测控系统提供充足能量的新型井下泥浆发电机技术。二是为井下系统提供标准化集成架构，实现多参数测量和数据处理、传输及存储的井下测量工具智能模式及测量数据控制技术。三是校准随钻测量仪的基准技术。四是依靠橡胶体弹性减震，为随钻测量仪器创造理想工作环境的减震接头技术。

  目前，胜利钻井院生产的LWD以及其他配套仪器已经远销大庆、华北、辽河、新疆、陕西、中原等国内油田、煤炭企业，并出口俄罗斯等国，在多家油田累计完成薄油层水平井地质导向钻井技术推广应用200余口井。

  复杂结构井钻井技术前景广阔

  专家认为，胜利钻井院自主研发的“复杂结构井钻井技术研究与应用”项目，促进了国内相关技术的快速发展及关键装备的国产化进程，有效开发油层厚度由原来的4米精确到目前的0.8米，为薄油层、厚油层顶部剩余油等复杂油气藏开发提供了技术支撑，标志着胜利油田具备了大规模应用地质导向钻井技术的能力。

  胜利钻井院研发成功的具有完全自主知识产权的地质导向测量仪器及复杂结构井钻井技术，适应了这种需求，为开发复杂油气藏提供了强有力的技术支撑，具有巨大的市场潜力和广阔的应用前景。