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江汉油田持续深化深层页岩气认识,加大技术攻关力度,不断取得新突破、创造新纪录
向更深层页岩挺进
2022年08月15日 来源:
中国石化报 作者:
夏 梅 王 斌
向更深层页岩挺进 □夏 梅 王 斌 近日,部署在江汉油田红星地区的第4口吴家坪组页岩气探井——红页4HF井顺利完钻,完钻井深超7000米,其中水平段长超2600米,刷新中国石化页岩气井井深最深及红星地区探井单趟钻进尺最长等多项纪录。 江汉油田持续深化深层页岩气认识,加大技术攻关力度,不断突破极限,向页岩更深层挺进,不断取得新突破、创造新纪录。 不断向下突破极限 从焦页165-2HF井完钻井深达到6761米,到焦页147-2HF井成为江汉油田首口超7000米的深井,再到红页4HF井安全钻至7080米,纪录不断被刷新。 “随着页岩气开发持续深入,埋深3500米以内好动用的储量已基本动用,剩下的都是难啃的骨头。”江汉油田工程技术管理部钻井工程室主任易争利说,“想要实现天然气大发展,不能只聚焦好吃的‘糕点’,还要瞄准难‘消化’的食材。” 作为页岩气勘探开发主力军,江汉油田持续深化新领域地质认识,不断提升技术支撑能力,破解深井钻探等一系列难题,接连发现重大勘探成果,为深层页岩气勘探开发打开了新局面。 向更深层挺进得益于认识的进步。红星地区深层页岩气储层薄,只有不足20米。“在此之前,国内外都将30米作为页岩气有效气层厚度的下限。”江汉油田勘探开发研究院专家陈绵琨介绍,在刚接触页岩气时,来自北美的许多“规矩”占据上风,而且涪陵页岩气田的成功开发也验证了这一点,焦石坝区块的优质储层厚度达到38米。 红星区块二叠系储层厚度远远没有达到“下限”,再加上技术的限制,该区块深层页岩气勘探一直处于沉寂状态。科研人员通过开展大量野外剖面调查,复查老井,重新认识到二叠系吴家坪组有机碳含量平均超过8%,是焦石坝区块的两倍;孔隙度大于5%,高于焦石坝区块。“8%意味着单位面积油气丰度更高,也为后期效益开发打下良好基础。”采气一厂勘探开发研究所副所长银熙炉说。 新认识,使得红星区块深层页岩气成为勘探开发的新热点。 打造深层钻探“金钥匙” 红页4HF井是部署在红星地区建南构造南部的一口预探井,目的是评价建南区块南部断层夹持区吴二段、茅四段页岩发育情况及含气性,同时探索建南区块吴二段4000~4500米埋深页岩气产能及改造工艺,为提交探明储量提供支撑。 “目的层深、构造复杂、断层及天然裂缝发育、井漏风险大、井壁易坍塌,地层研磨性强、可钻性差,钻井施工难度极大。”工程技术管理部钻井工程室副主任于泮龙说。随着井深加大,摩阻扭矩大、定向拖压严重、井底温度高等问题陆续出现,钻探难度可想而知。 面对钻井难点,江汉油田首次将悬链线技术引入剖面设计与控制,在钻进过程中,通过合理设计各个小段的增斜率等方式,整个增斜段的钻具靠重力和钻井液浮力的共同作用悬浮于井筒中心部位,没有额外的正向压力和侧向压力,从而使整个轨迹的摩阻扭矩达到最小值,相比同区块井降低31.6%。 技术是打开深层页岩气的“金钥匙”。江汉油田抓好地质工程一体化,优化钻井工程设计和井身结构,对上部恶性漏失井段采用导管专封,减少漏垮复杂情况发生,上提技术套管下深,减少大井眼进尺和技术套管用量,降低钻井成本;优化钻井液性能,优选钻头、螺杆等提速工具,强化钻井参数及措施的落实执行,持续攻关防漏堵漏措施,破解了井漏、井下摩阻大、易发生掉块和垮塌等难题,形成深层页岩气钻井技术。 焦页147-2HF井地质构造复杂,从井口到井底断裂发育、漏层多,整体地层倾角变化大,钻井难度较大。为此,油田通过下两层导管分段处理成功应对一开恶性漏失;在三开施工中,开展技术攻关,通过选用全金属水力振荡器、抗高温定向仪器、抗高温油基钻井液等适配地层特性的工具和钻井液,解决了定向托压、底部伽马数据传输等难题。 实时跟踪现场“护航” 红页4HF井钻进过程中,堵漏是极大挑战。 “二叠系易漏,大家早有准备,专门采用堵漏工艺。”江汉油田石油工程技术研究院钻井设计研究所副所长代林介绍,“在钻至1298米时,现场技术人员发现常规高密度钻井液无法收到预期效果。” 结合该区块特点,技术人员通过邻井钻探情况、地层岩性等分析和现场试验,创新应用低密度随钻防漏钻井液,有效处置井漏复杂情况和提高机械钻速,高效完成了二开长裸眼易漏层钻进。该钻井液体系大幅减少了上部地层漏失复杂情况,机械钻速比同区块井提高20%以上。 面对超深页岩气井钻探难点,技术人员盯住现场,实时跟踪钻进情况,及时提供技术指导,解决难题,为超深页岩气井“保驾护航”。 水平段井眼轨迹控制是施工的一大难点。“就像在7000米外‘绣花’,对技术要求很高。”江汉油田勘探管理部生产技术室副主任彭雄说。 在红页4HF井水平段钻进中,江汉油田勘探开发研究院、石油工程技术研究院和采气一厂现场技术人员根据随钻伽马实时进行测井曲线跟踪及模型计算,由远及近逐一控制,及时精细控制实时钻井轨迹,引导钻头在“甜点区”精准穿行。 针对储层薄的实际,技术人员精细地震预测,在设计5.5米靶窗内优选2.5米可钻性与含气性好、导向仪器振动小的垂向地层内调整井眼轨迹,通过现场实时调整,最终该井优质储层穿行率高达92%。
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