探寻大位移井极限

  [中国海洋石油报2018-08-01]
  从1997年中外合作第一口西江大位移井开始，南海东部油田采用大位移井技术开发边际和卫星油田共计74口井，其中两口井的水垂比和水平位移纪录分别列入当时世界纪录前10和前20。
  大位移井技术在国内成功应用，与国外相比如何呢？我们可以对比大位移井两个关键指标数据：水垂比和水平位移，国内和国外纪录数据分别为4.58、8235.76米和10.49、12390米。对比发现，我们还是存在一些差距。
  看着国外的纪录，不禁要问，大位移井延伸极限在哪儿？不少专家曾探求这个问题，其中“国家863计划”提出大位移井三大工程极限：裸眼稳定延伸极限、水力延伸极限、机械延伸极限，但并没有给出位移延伸和水垂比具体指标数据。未来，大位移井技术发展，应重点着眼以下三方面。
  第一，地层井壁稳定性。这是大位移井作业基础，地层自身条件好，作业相对简单安全，可以想象新钻入的地层，就如封固好的套管，有什么样的高难度大位移井都可钻达。因此加强钻井液护壁性能研究是今后一个趋势，以后如仿生钻井液研制成功，将会助益大位移井。
  第二，井眼高效清洁。大位移井较易形成岩屑床，井眼清洁困难。作为岩屑携带介质钻井液，它的自清洁能力在大位移井中的重要性毋庸置疑。如果钻井液性能如人体血液，携带“物质”可以随意到达人体每一个位置，这将会是里程碑式技术突破。
  第三，加强“三新三化”工作推进。实现技术发展蓝图，最好的办法就是不断努力突破。为了持续提质增效，在引入国外技术的同时，要加强“三新三化”工作推进。目前，我们已成功完成了旋转导向工具和连续循环系统的国产化，开发了摩阻扭矩水力计算软件及研发了国产降摩减扭液体材料CX-300等。其中，CX-300降摩减阻性能领先行业技术水平。
  虽然现在应用于大位移井技术的工具大多仍然来自国外，但我们会继续努力寻找差距，突破前进路上的一个又一个极限。（作者陈斌系南海东部工技中心首席钻完井工程师）
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  上世纪90年代之前，常规海上钻井只能开采距离平台3公里内的海底石油，对于超过平台3公里之外的边际含油构造只能望洋兴叹。随着技术发展，国外在上世纪90年代大规模实施了一批高难度大位移井，使生产平台的钻井能力获得突飞猛进的提升。
  大位移钻井技术指的是，水平位移与垂直深度的比值不小于2且测量深度大于3000米或水平位移大于3000米的井。大位移钻井技术是目前世界上最先进的钻井技术之一，主要应用于边际油田、滩海油田、多断块油藏和气顶油藏等区域。
  上世纪20年代，世界上最早的一口大位移井出现在美国的加州亨廷顿海滩，当时的目的是从陆上钻探开发近海油气。1984年澳大利亚完成的巴斯A16井，测量深度为5533米，水平位移达4597米，随后大位移钻井技术在油气勘探开发中显示出巨大的潜力。自上世纪90年代以来，美国、俄罗斯和英国等国家每年都钻成大量的大位移井。2017年8月，埃克森美孚在与俄罗斯石油公司合作开发的萨哈林-1项目中，所钻的一口超复杂大位移井延伸长度突破15000米，创新世界纪录。
  在国内，大位移井技术从上世纪90年代开始正式的研究和实践。1997年，中国海油通过国际合作，在南海西江、流花、恩平等油田展开大位移井技术应用，为我国发展大位移井技术树立了典范。自第一口大位移井钻成至今，南海东部油田在7座海上生产平台实施了70多口井，形成了大位移井管柱摩阻扭矩预测技术、大位移井井眼清洁系列技术体系。