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中国石化海外油气田钻井完井技术现状与发展建议(2)

作者:马开华1, 侯立中2, 张洪宝1     1. 中国石化石油工程技术研究院 2. 中国石化集团国际石油勘探开发有限公司


3 技术发展建议

根据中国石化海外油气田钻井完井技术发展现状、存在的问题及面临的挑战,建议持续推进技术创新应对油价震荡冲击,依靠“瓶颈”技术攻关、集成应用、基础研究、精细化和信息化管理实现降本增效。

3.1 不确定油气市场环境下低成本发展战略

低油价形势下各大国际石油公司相继通过精简机构、裁员减薪、压低服务价格等措施降低成本,但是研发投入却稳中有升,通过技术创新应对低油价冲击。因此,在较低油价形势下,需要针对中国石化海外油气田钻井完井技术存在的问题和面临的挑战,持续推进技术创新实现降本增效、提升企业综合竞争力,具体内容包括:1)针对海外油气田面临的突出工程技术难题进行攻关,形成配套技术,直接降低作业成本;2)依托中国石化在国内外油田开发中积累的丰富技术资源,开展技术集成应用,快速提高开发效益;3)加强基础研究和技术储备,提升自主创新能力和核心竞争力;4)提高技术管理体系的标准化和信息化水平,通过先进的技术管理体系挖掘工程成本的降低空间。

3.2 依靠技术创新降低成本和提升效益

3.2.1 针对突出难题开展“瓶颈”技术攻关

针对中国石化各海外区块面临的突出技术难题开展“瓶颈”技术攻关,以关键工具、材料和工艺的优选与研发为手段,快速形成针对性的解决方案和技术系列,直接降低作业风险和成本。

1) 窄密度窗口井筒强化技术。针对海上和陆上区块裂缝性碳酸盐岩地层的特点,在精确地质环境因素描述的基础上,加强高效化学处理剂(如高性能防漏堵漏材料、强抑制强封堵防塌材料和智能固井堵漏聚合物材料等)的研发,形成配套工作液体系和施工工艺,提高薄弱地层的漏失压力,降低坍塌压力,拓宽钻井液密度窗口,实现窄密度窗口井筒强化。

2) 精细控压钻井技术。针对海外区块窄密度窗口地层的特点,在研究井筒多相流动规律的基础上,开展井下压力测量和控制方法研究,实现关键装备(如PWD、旋转控制头、自动节流管汇、节流阀和回压泵系统等)的研发自主化,形成综合配套技术,进行控压钻井、接立柱、起下钻和控压下套管、注水泥等,降低施工风险。

3) 复杂地层快速破岩技术。针对地层软硬交错、研磨性高等特点,开展岩石力学特性分析(包括岩石研磨性、抗压强度和可钻性等)和不同类型破岩方式适应性评价(如“孕镶金刚石钻头+涡轮钻具”、复合钻头、“冲击器+牙轮钻头”等),优选钻头型号和高效破岩工具,优化施工参数,以提高机械钻速、降低单位进尺成本。

4) 完井井筒流动保障技术。针对浅层砂岩储层结构疏松、高含沥青质油井沥青易析出、海上油气生产易受温度和压力的影响等特点,进行出砂机理、沥青质析出预测和天然气水合物形成机理分析,开展高效长效防砂工艺、沥青质析出防治工艺和天然气水合物形成防治工艺研究,以实现油气井井筒生产畅通,提高生产效率。

5) 非常规油气开发工程技术。以高效、低成本开发为目标,针对海外非常规油气开发技术难点开展技术攻关,形成非常规油气开发配套工程技术,包括:测录井综合评价技术、高效钻井技术、井眼稳定钻井液技术和分段完井与压裂技术等。

6) 深水钻井完井关键技术。依托海外深水油气资源勘探开发重点区块,借鉴国际先进技术,开展深水钻井完井关键技术攻关研究,包括:深水工程地质环境因素描述技术、井身结构优化设计技术、钻井液技术、固井技术、完井流动保障技术、智能完井技术、井筒完整性评价与保障技术等。

3.2.2 加快成熟技术的集成应用

在科学评价适应性的基础上,进行技术集成和移植,快速形成配套的工艺和技术,实现目标区块的挖潜增效。

1) 老油田挖潜增效综合技术。在老油田提高采收率、改善开发效果方面,国内油田积累了较为丰富的实践经验,形成了不同系列的针对性技术,如基于先进测录井解释方法的油藏精细描述技术、水平井钻井技术、智能找堵水技术和精细分层注水技术等。因此,有必要针对海外老油田的开发现状,借鉴国内类似油田挖潜增效的有效做法,形成有针对性的老油田综合治理集成技术。

2) 海外区块成熟技术的推广应用。部分海外区块工程技术应用效果显著,如:北美非常规油气开发“井工厂”技术系列(包括自动化钻机、多级同步压裂、长水平段优快钻井技术等),对其他海外区块水平井、丛式井提质增效具有参考价值;阿根廷SJ油田非渗透防塌钻井液技术,可移植应用于其他区块易塌地层,改善井眼稳定性;伊朗雅达项目碳酸盐岩储层长水平段自转向酸化技术,也可应用于类似碳酸盐岩油田水平井,提高单井产量。在技术移植适应性评价基础上,开展成熟技术在海外区块的推广应用,有助于快速降低施工成本,提高作业质量和油气产量。

3.2.3 重视基础研究和技术储备

基础理论不完善或机理不明是各类技术难题持续困扰海外区块勘探开发进程的根本原因。如地层参数预测不准确, 导致钻井溢流、漏失等复杂情况频发;多相流动规律不明, 导致深水生产过程中天然气水合物预测和防治困难,等等。有必要把握国际油气资源发展趋势,针对主要工程技术需求,加强关键领域的基础理论研究和技术储备工作,包括特殊岩性地层工程地质环境因素描述方法、深水控压钻井和油气生产过程中的多相流动规律、复杂地层井眼失稳机理、应力敏感裂缝性地层恶性漏失机理、高强度高研磨性岩石破碎机理、深水和大位移井钻井完井设计理论、井筒完整性评价方法、特殊油气储层地球物理识别方法、低品位油气渗流机理和剩余油分布规律、超深水和极地冷海钻井完井基础理论等,以基础理论研究促进技术载体的形成和工艺水平的提高,增强未来在国际潜在油气资源开发中的话语权。

3.3 完善工程技术管理体系

鉴于各国政策法规、承包方采用的质量控制与作业指导标准不同,各区块地质特点和采用的钻井完井工程技术不同,有必要通过钻井完井工程质量管理体系和一体化钻井完井工程信息平台实现海外区块施工的质量控制和作业管理,实现投资效益最大化。

1) 钻井完井工程质量管理体系。经过多年努力,中国石化形成了较为系统的海外油气田钻井完井工程质量管理体系,但还需要对标国际石油公司,进行体系的完善和推广工作,形成对工程招标、设计、施工和验收全过程的质量控制和管理,提高整体作业水平。

2) 石油工程一体化信息管理体系。对标国际先进的石油工程信息管理技术,依托先进的数据传输、数据存储、大数据挖掘和可视化技术,建立统一的数据平台,以整合石油工程信息资源,实现工程施工远程跟踪与决策支持、新项目收购工程风险分析、承包商绩效评价与管理、施工经验共享与作业优化等,提高整体技术管理水平。

3) 井控信息与监测平台。海外资源国井控标准不一,承包商水平及装备参差不齐,井控管理难度大,有必要建立全球井控信息与监测平台,实现对井控相关人员、设备、运行体系的查证、调用及更新的动态监控,以及井控相关数据资料共享、事前预防和事中监控等,提高海外项目井控管理水平及施工的安全性。

4 结束语

十几年来,中国石化海外油气田钻井完井工程技术快速发展,为海外油气资源勘探和开发提供了强有力的支撑和保障。面对油气资源分布新格局和国际油气市场新形势,中国石化海外油气田钻井完井技术需要持续推进技术创新应对低油价挑战,并在以下方面加快发展:针对海外区块面临的突出技术难题,把握世界油气资源行业发展趋势,开展“瓶颈”技术攻关和技术储备研究,形成一系列核心技术,以技术创新驱动企业核心竞争力的提升;对海外区块进行工程技术普查与适应性评价,依托国内外成熟经验,开展高效钻井完井工程技术的推广应用工作,以降低作业成本,提高油气产量;重视大数据在提升技术管理水平中的作用,包括承包商管理、新项目收购、工程作业优化和成熟经验共享等,进行基于大数据技术的钻井完井工程信息管理体系建设,连通信息孤岛,挖掘海外区块降本增效潜力;加强工程技术同勘探、开发的一体化协同作用,在组织管理、作业部署、综合研究和信息采集等方面实现多专业协同运作,破除专业壁垒,提高效率,共同保障资源开发目标的实现和投资效益的最大化。

(来自:石油钻探技术 2018年5期)

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2018年11月4日

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