二、加強(qiáng)工程技術(shù)引進(jìn)推廣和集成創(chuàng)新，工程技術(shù)手段進(jìn)一步完善和配套? ??1. 超深復(fù)雜地層鉆井技術(shù)取得重要進(jìn)展
? ??(1) 推廣使用PowerV垂直鉆井系統(tǒng)
? ??該系統(tǒng)解決了山前高陡構(gòu)造地層“防斜打快”問(wèn)題，井身質(zhì)量顯著提高，鉆井周期大幅降低。山前高陡構(gòu)造垂直鉆井一直是一個(gè)困擾鉆井工作的世界性難題。塔里木石油會(huì)戰(zhàn)以來(lái)，針對(duì)山前高陡構(gòu)造地層傾角大(15°～70°)，極易井斜的鉆井難題，開(kāi)展了持續(xù)不斷的攻關(guān)，先后使用了鐘擺鉆具、塔式鉆具、偏軸接頭防斜打快技術(shù)、定向反扣技術(shù)、動(dòng)力鉆具+PDC鉆頭等多項(xiàng)防斜打快技術(shù)。但從總體上講，這些技術(shù)都屬于輕壓吊打的被動(dòng)防斜技術(shù)，鉆壓沒(méi)有得到完全的解放，沒(méi)有從真正意義上解決防斜打快的問(wèn)題，井斜仍得不到有效控制；同時(shí)機(jī)械鉆速低，鉆井周期長(zhǎng)，鉆井成本難以控制，不能達(dá)到高效開(kāi)發(fā)高壓氣田的目的。以POWERV、VTK等為代表的主動(dòng)防斜的垂直鉆井技術(shù)的出現(xiàn)使這一難題得到了較好的解決。
??? 200404年隨著西氣東輸主力氣田——克拉2氣田的開(kāi)發(fā)，塔里木率先引進(jìn)斯倫貝謝垂直鉆井技術(shù)，并在該氣田全部開(kāi)發(fā)井中應(yīng)用，取得成功。2006年以來(lái)，該項(xiàng)技術(shù)又被引入迪那凝析氣田開(kāi)發(fā)井鉆井中，效果顯著。
??? 在克拉2氣田，使用斯倫貝謝POWERV垂直鉆井系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)井進(jìn)尺26477m，平均鉆速6.08m/h。與井身結(jié)構(gòu)基本相同的井相比，通過(guò)使用垂直鉆井技術(shù)，在相同井段鉆速可提高5～8倍；同時(shí)通過(guò)對(duì)垂直鉆井技術(shù)措施與管理的不斷完善，垂直鉆井技術(shù)的效能也大大提高。使用POVERV的井段，井斜全部控制在1.75°以下，大多數(shù)井控制在1°以下。與井身結(jié)構(gòu)基本相同的另一口井相比，16”(1in=25.4mm，下同)井眼鉆井周期提前43.67d；平均每井費(fèi)用34萬(wàn)美元，每米費(fèi)用180美元。按照10萬(wàn)元/d鉆井費(fèi)計(jì)，平均每口井節(jié)約鉆井技術(shù)綜合服務(wù)費(fèi)用170萬(wàn)元人民幣，同時(shí)大大減少因井身質(zhì)量不好和裸眼段長(zhǎng)所帶來(lái)的工程風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)雜事故出現(xiàn)頻率。
??? 迪那凝析氣田的開(kāi)發(fā)井16”～17?”全井段使用垂直鉆井技術(shù)8井次，總進(jìn)尺29 457.66m，平均鉆井周期33.8d，垂直鉆井平均機(jī)械鉆速9.84m，平均日進(jìn)尺96.82m。而未使用垂直鉆井技術(shù)的共5井次，總進(jìn)尺17217.67m，平均鉆井周期80.51d，平均機(jī)械鉆速3.11m，平均日進(jìn)尺42.77m。垂直鉆井技術(shù)使平均機(jī)械鉆速提高217%，平均日進(jìn)尺提高126%。
??? 從克拉2和迪那凝析氣田開(kāi)發(fā)井使用情況看，垂直鉆井技術(shù)能顯著提高井身質(zhì)量。由于解放了鉆壓，在山前高陡構(gòu)造使用中，上部大尺寸井眼鉆速大幅提高，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。
??? (2) 推廣使用“輕泥漿”體系，鉆井速度大幅提高
??? 降低ECD的輕泥漿鉆井提速技術(shù)在羊塔克地區(qū)開(kāi)發(fā)井試驗(yàn)獲得成功后，2007年在該地區(qū)另一口井中進(jìn)行了技術(shù)完善性試驗(yàn)，取得了良好的提速效果。在該井的0～4009m井段采用“輕泥漿”技術(shù)鉆進(jìn)，全段鉆井泥漿密度為1.06～1.15g/cm3，比本地區(qū)鄰井泥漿密度降低了0.20g/cm3以上，與第一口井相比降低0.03g/cm3，整個(gè)試驗(yàn)井段井壁基本穩(wěn)定，無(wú)垮塌掉塊現(xiàn)象，井斜為0.1°～1.6°；鉆井速度大幅提高，平均鉆井速度達(dá)到9.93m/h，機(jī)械鉆速提高了2.17m/h，增幅28%。全試驗(yàn)井段比設(shè)計(jì)鉆井周期節(jié)約了43d。在12?”井段(1802～4009m)，平均機(jī)械鉆速達(dá)到了10.92m/h，創(chuàng)造了羊塔克區(qū)塊本井段機(jī)械鉆速最高紀(jì)錄；最高單日進(jìn)尺達(dá)246m，創(chuàng)造了羊塔克和英買力地區(qū)同井段最高日進(jìn)尺紀(jì)錄。
??? (3) 控壓鉆井技術(shù)在氣井中推廣應(yīng)用取得明顯效果
??? 2007年在全盆地15口井中先后采用了控壓鉆井技術(shù)。在控壓鉆井作業(yè)中，試驗(yàn)和推廣了井下液面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，先后在塔中等區(qū)塊的鉆井中全面使用了井下液面監(jiān)測(cè)技術(shù)，及時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)到井下液面變化(溢流報(bào)警準(zhǔn)確率達(dá)到100%)，確保了控壓鉆井起下鉆、測(cè)井期間的井控安全。另外，由于發(fā)現(xiàn)井下液面變化及時(shí)，處理措施合理，大大減少了井漏失狀態(tài)下各種作業(yè)的鉆井液消耗量。
??? 采用控壓鉆井技術(shù)，在提高鉆井效率和油氣發(fā)現(xiàn)方面均取得了良好的效果。在塔中地區(qū)奧陶系碳酸地層裂縫溶洞發(fā)育，采用常規(guī)鉆井技術(shù)，井下情況異常復(fù)雜，一些井沒(méi)有鉆達(dá)設(shè)計(jì)井深。而在使用了控壓鉆井技術(shù)后，順利鉆至設(shè)計(jì)井深，并且鉆井期間均有良好油氣顯示，完井試油均獲得高產(chǎn)油氣流。
??? (4) 鹽下水平井鉆井獲得成功
??? 英買力氣田目的層是古近系底砂巖，目的層上部鹽膏層發(fā)育，地層易蠕變，鉆井難度很大。鹽下水平井的主要難題集中在Ф311mm井眼的造斜鉆井和完井中。針對(duì)上述難題采取了以下措施：
??? 1) 優(yōu)化水平井設(shè)計(jì)。根據(jù)工具造斜能力，改常規(guī)三段增斜方式為二段增斜方式，把Ф311mm井眼造斜率控制在20°/100m。避免大井眼造斜段出現(xiàn)大的全角變化率。
??? 2) 優(yōu)化泥漿性能。增強(qiáng)泥漿抑制性、潤(rùn)滑性、防塌性，尤其是改善泥漿的潤(rùn)滑性，為定向鉆井和中完作業(yè)創(chuàng)造條件。
??? 3) 制定周密的通井技術(shù)措施。針對(duì)井下情況，采用四套通井組合，循序慚進(jìn)，逐步提高通井鉆具剛性，最終達(dá)到甚至超過(guò)Ф273mm套管剛性，確保復(fù)合套管下到中完井深。
??? 通過(guò)以上措施，在塔里木油田第一次成功完成了鹽下水平井。其中Ф311mm井眼從4412.00m開(kāi)始定向造斜，用41d時(shí)間安全鉆達(dá)設(shè)計(jì)中完井深4719m，井斜達(dá)到60°，軌跡平滑。在塔里木油田第一次成功將Ф244mm+273mm高剛性復(fù)合套管下入Ф311mm復(fù)合鹽層斜井眼中，達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，攻克了鹽下水平井鉆井的最大難題，完井周期185d，成功投產(chǎn)并獲得方案預(yù)期的油氣產(chǎn)量。該井的成功是水平井鉆井技術(shù)的又一重大突破，驗(yàn)證了鹽下水平井技術(shù)方案的可靠性。隨后優(yōu)化部署的2口水平井全部獲得成功，進(jìn)一步提高了氣田開(kāi)發(fā)效益。
??? 2. 加強(qiáng)高壓氣井完井工藝技術(shù)研究與攻關(guān)，引入高壓氣井完井風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估理念，確保氣田完井方案順利實(shí)施
高壓氣井完井工作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，必須依據(jù)氣田、氣藏的特點(diǎn)，采取相應(yīng)的技術(shù)確保氣井長(zhǎng)期安全、平穩(wěn)、高效生產(chǎn)。近幾年在氣田完井過(guò)程中大力推廣使用成熟技術(shù)，并研究或引進(jìn)適用技術(shù)，取得了良好效果。
??? (1) 推廣使用負(fù)壓射孔一次完井工藝技術(shù)，取得良好效果。2006年在氣田完井中推廣應(yīng)用一次性完井工藝，累計(jì)應(yīng)用14井次，成功率100%，不僅充分保護(hù)了氣藏免受完井過(guò)程中的二次污染，降低了完井費(fèi)用，還確保了完井安全。
??? (2) 首次在陸上氣田采用7”油管柱生產(chǎn)?？死?氣田單井配產(chǎn)300×104～500×104m3/d，通過(guò)摩阻、攜液及沖蝕分析，生產(chǎn)管柱選擇了7”油管。充分吸收國(guó)外高壓氣井完井經(jīng)驗(yàn)，管柱結(jié)構(gòu)除采用了國(guó)外高壓氣井常采用PBR完井密封方式之外，在其上部還專門設(shè)計(jì)了一個(gè)大尺寸永久式封隔器和井下安全閥，實(shí)現(xiàn)了高產(chǎn)條件下安全生產(chǎn)。
??? (3) 首次進(jìn)行了管柱安全狀況論證。由于克拉2氣田7”油管柱在封隔器坐封過(guò)程中，管柱縮短量較大，而正常生產(chǎn)過(guò)程中管柱伸長(zhǎng)量較大，加之管柱兩端受限制，為此進(jìn)行了封隔器坐封前后及正常生產(chǎn)時(shí)的受力分析。研究結(jié)果表明，在配產(chǎn)條件下，油管柱及封隔器是安全的。
??? (4) 首次引進(jìn)了模塊槍射孔工藝。正常射孔是在下完井管柱之前或隨完井生產(chǎn)管柱一次完成，而克拉2氣井引進(jìn)了模塊槍射孔工藝。該工藝不僅可以實(shí)現(xiàn)射孔后丟槍，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)帶壓起槍作業(yè)。近兩年共實(shí)施了7口井，全部一次成功。
??? (5) 采用了單井安全控制系統(tǒng)，確保了異常情況及時(shí)關(guān)井。高壓氣井安全控制系統(tǒng)由井下安全閥、地面安全閥及控制系統(tǒng)組成?？梢詫?shí)現(xiàn)高、低壓關(guān)井、火災(zāi)關(guān)井、現(xiàn)場(chǎng)緊急關(guān)井、遠(yuǎn)程無(wú)線緊急關(guān)井等功能，可現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)節(jié)流閥?？死?span>2氣田“6·3”事件發(fā)生時(shí)，僅在幾分鈍之內(nèi)便完成了對(duì)所有井的遠(yuǎn)程關(guān)井。
??? (6) 高壓氣井動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)逐步配套，保障氣田合理開(kāi)發(fā)?？死?span>2氣田由于地層壓力高、產(chǎn)量大。采用常規(guī)的監(jiān)測(cè)技術(shù)難度高、風(fēng)險(xiǎn)大。出于工藝及安全的考慮，采用高精度壓力計(jì)在井口進(jìn)行壓力監(jiān)測(cè)，兩口觀察井采用井下毛細(xì)管進(jìn)行壓力監(jiān)測(cè)。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，井口壓力恢復(fù)出現(xiàn)了下降的異?，F(xiàn)象。針對(duì)以上情況，應(yīng)用第一熱動(dòng)力學(xué)定律優(yōu)選出異常高壓特高產(chǎn)氣井靜壓計(jì)算方法，推導(dǎo)了考慮動(dòng)能項(xiàng)的流壓的計(jì)算模型，并通過(guò)壓力恢復(fù)機(jī)理研究，得出溫度是影響井口壓力異常的主要因素。在此基礎(chǔ)上建立了單井從井口到井底的溫度變化剖面圖，對(duì)井口壓力異常進(jìn)行校正，基本解決了克拉2氣田的地層壓力監(jiān)測(cè)難題，為動(dòng)態(tài)分析、產(chǎn)能評(píng)價(jià)等研究奠定了基礎(chǔ)，從而保障了氣田的合理開(kāi)發(fā)。
??? 3. 初步探索出了“安全、高效、節(jié)能、環(huán)保、科學(xué)、適用”開(kāi)發(fā)塔里木高壓、高產(chǎn)、氣質(zhì)復(fù)雜、環(huán)境惡劣氣田的地面建設(shè)工藝及配套技術(shù)
??? 塔里木盆地的氣田具有高壓、高產(chǎn)、氣質(zhì)復(fù)雜、環(huán)境惡劣的特點(diǎn)，給天然氣的地面建設(shè)提出了更高的要求。近年來(lái)在吸收國(guó)內(nèi)外天然氣開(kāi)發(fā)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，初步形成了“安全、高效、節(jié)能、環(huán)保、科學(xué)、適用”的地面建設(shè)工藝及配套技術(shù)：
??? (1) 針對(duì)不同的氣質(zhì)采用不同的處理工藝。克拉2第一處理廠采用注醇防凍、J-T節(jié)流制冷低溫分離脫水脫烴工藝；第二處理廠則采用了三甘醇脫水工藝；英買力氣田群采用了分子篩脫水、透平膨脹機(jī)節(jié)流制冷低溫分離脫烴、產(chǎn)品氣增壓外輸工藝；吉拉克氣田石炭系天然氣較貧，采用注醇節(jié)流制冷低溫分離脫水脫烴工藝，三疊系天然氣較富則采用分子篩脫水、透平膨脹機(jī)節(jié)流制冷低溫分離脫烴、產(chǎn)品氣增壓外輸工藝；桑南氣田含H2S、壓力低則采用了MDEA溶液脫硫、丙烷制冷低溫分離脫水脫烴工藝。
??? (2) 探索出了大型高壓、高溫及變工況運(yùn)行設(shè)備設(shè)計(jì)及制造加工經(jīng)驗(yàn)。主要是學(xué)習(xí)借鑒國(guó)內(nèi)外同類大型、特殊設(shè)備的設(shè)計(jì)參數(shù)、制造及管理經(jīng)驗(yàn)；組織國(guó)內(nèi)知名專家與設(shè)計(jì)單位一起進(jìn)行設(shè)備選型，制定科學(xué)的規(guī)范及制造要求，從源頭把好質(zhì)量關(guān)；成立駐廠監(jiān)造小組，確保過(guò)程質(zhì)量控制；聘請(qǐng)知名專家在施工過(guò)程、投產(chǎn)前對(duì)設(shè)備進(jìn)行安全評(píng)估，確保投產(chǎn)安全。
??? (3) 探索出了適合塔里木氣田建設(shè)特點(diǎn)的安全保護(hù)及自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)思路。
??? (4) 成立技術(shù)小組進(jìn)駐設(shè)計(jì)院，全力配合設(shè)計(jì)院的設(shè)計(jì)工作，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，努力將設(shè)計(jì)問(wèn)題解決在源頭。
