隨著世界范圍內(nèi)更深更復(fù)雜地層的勘探開發(fā)活動(dòng)越來越多,超深井鉆井規(guī)模日益擴(kuò)大,超深井鉆井技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家或企業(yè)鉆井技術(shù)水平高低的重要標(biāo)志之一。
20世紀(jì)90年代末以來,中國(guó)石化(5.980, -0.09, -1.48%)相繼對(duì)普光氣田、元壩氣田、塔河油田和順北油氣田等超深油氣田進(jìn)行勘探開發(fā),通過攻關(guān)復(fù)雜地質(zhì)條件下超深井鉆井技術(shù),配套超深井鉆井裝備和測(cè)量?jī)x器,超深井鉆井施工能力進(jìn)一步增強(qiáng),鉆井速度逐年提高,鉆井周期明顯縮短,有力保障深部地層勘探開發(fā)。
2008年之后,中國(guó)石化每年完鉆超深井100口以上。截至目前,中國(guó)石化完成7000米以上超深井近百口。特別是2018年以來,垂深紀(jì)錄不斷被打破,標(biāo)志著中國(guó)石化在超深油氣領(lǐng)域的勘探開發(fā)步伐明顯加快,也標(biāo)志著中國(guó)石化超深井鉆井技術(shù)已進(jìn)入世界一流行列。
普光氣田是我國(guó)已投產(chǎn)的規(guī)模最大、豐度最高的特大型海相整裝氣田,是國(guó)家川氣東送工程的主要?dú)庠吹兀壳盎旌蠚饽戤a(chǎn)能達(dá)110億立方米。該氣田具有“四高一深”的特點(diǎn),平均井深近6000米,地下壓力達(dá)55兆帕以上,氣藏高含硫化氫和二氧化碳,在世界范圍內(nèi)絕無僅有。從第一口探井P1井2001年11月開鉆,到最后一口開發(fā)井P104-3井2009年9月完鉆,普光氣田歷時(shí)8年,形成以氣體鉆井、PDC+螺桿復(fù)合鉆井為主的超深井鉆井技術(shù),平均鉆井周期232.06天,機(jī)械鉆速2.61米/時(shí),各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到世界一流水平。
元壩氣田是我國(guó)首個(gè)超深高含硫生物礁大氣田,也是我國(guó)第二大酸性氣田。該氣田氣藏埋深超7000米,具有超深、高溫、高含硫、多壓力系統(tǒng)等特點(diǎn),是世界上建設(shè)難度最大、風(fēng)險(xiǎn)最高的氣田之一。與普光氣田相比,元壩氣田氣藏隱蔽性更強(qiáng),埋藏更深,發(fā)現(xiàn)難度更大。從2006年5月第一口探井元壩1井開鉆起,逐步形成以氣體鉆井、孕鑲金剛石鉆頭+渦輪復(fù)合鉆井、PDC+扭力沖擊發(fā)生器鉆井、PDC+螺桿復(fù)合鉆井為主的超深井鉆井技術(shù),探井平均機(jī)械鉆速1.75米/時(shí),平均鉆井周期441.73天。至2016年,元壩氣田兩期共40億立方米/年混合氣產(chǎn)能建設(shè)任務(wù)全面完成。
塔河油田是我國(guó)第一個(gè)古生界海相億噸級(jí)大油田,也是中國(guó)石化在新疆地區(qū)最大的油氣田。塔河油田自勘探開發(fā)以來,從最初的2~3個(gè)區(qū)塊擴(kuò)大到目前的10多個(gè)區(qū)塊,井深從5000米左右拓展到目前的7000米左右,經(jīng)過多年技術(shù)攻關(guān),已形成以PDC+螺桿復(fù)合鉆井、防斜打直鉆井、35兆帕高壓噴射鉆井為主的超深井鉆井技術(shù)。2018年,塔河油田12區(qū)完鉆直井10口,平均井深6327.91米,平均鉆井周期59.61天,平均機(jī)械鉆速8.10米/時(shí)。塔河油田主體平均完鉆井深5869米,平均鉆井周期60.10天,平均機(jī)械鉆速14.68米/時(shí)。由此可以看出,塔河油田超深井鉆井技術(shù)已達(dá)世界一流水平。
順北油氣田是中國(guó)石化在塔里木盆地獲得的新地區(qū)、新領(lǐng)域、新類型重大油氣突破,油藏埋深達(dá)8000米,具有超深、超高壓、超高溫的特點(diǎn)。2017年以來,西北油田在順北油氣田相繼完鉆了一批超深井,多次刷新亞洲紀(jì)錄,并建成70萬噸年產(chǎn)能。
中國(guó)科學(xué)院院士高德利和中國(guó)工程院院士羅平亞曾評(píng)價(jià),中國(guó)石化在超深井鉆井技術(shù)方面做出重要貢獻(xiàn),使國(guó)內(nèi)超深井鉆井技術(shù)跨入世界先進(jìn)行列。
從目前實(shí)踐看,鉆井新技術(shù)無疑是超深井鉆井提速的有效手段,必須持續(xù)強(qiáng)化攻關(guān),打破國(guó)外技術(shù)壟斷,以自主高效技術(shù)降低成本。同時(shí),針對(duì)一個(gè)地區(qū)鉆井的提速提效,除采用適合的井身結(jié)構(gòu)外,應(yīng)針對(duì)不同區(qū)塊不同地層選擇最適用的鉆井新技術(shù),這樣可以收到事半功倍的提速效果。