關(guān)鍵頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)100%國產(chǎn)化

不久前，焦頁(yè)29-S2HF井三開(kāi)井段鉆井用時(shí)6天，在造斜段、水平段均實(shí)現一趟鉆，是涪陵頁(yè)巖氣田唯一一口僅兩趟就完成三開(kāi)施工任務(wù)的井，創(chuàng )氣田三開(kāi)國產(chǎn)技術(shù)鉆井周期最短紀錄。這是江漢石油工程公司在涪陵氣田創(chuàng )造的100多項施工紀錄之一。

作為涪陵頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)主力軍，江漢石油工程公司自2012年起，就舉全公司之力，加快科技創(chuàng )新和攻關(guān)。5年來(lái)，公司創(chuàng )新形成鉆井、測錄井、壓裂試氣、環(huán)保等7項頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)國產(chǎn)成套技術(shù)。“涪陵大型海相頁(yè)巖氣田高效勘探開(kāi)發(fā)”項目打破國外技術(shù)壟斷，為我國頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)提供了能復制、可推廣的經(jīng)驗，項目獲國家科技進(jìn)步一等獎。

江漢石油工程公司早在2010年就開(kāi)始頁(yè)巖氣工程技術(shù)的探索。從中國石化第一口頁(yè)巖氣水平井——建頁(yè)HF-1井到涪陵大安寨區塊涪頁(yè)HF-1井，開(kāi)發(fā)效果都不理想。

上天容易入地難，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)屬世界級難題，不但難度極大且風(fēng)險極高。頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)存在井塌、井漏、井噴、淺層氣含有硫化氫等風(fēng)險，任何失誤都可能導致嚴重事故發(fā)生。

我國頁(yè)巖氣多在崇山峻嶺間，埋藏深、構造復雜、優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖儲層厚度小，開(kāi)采難度遠超美國。公司當時(shí)在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)上可以說(shuō)是“四大皆空”——無(wú)經(jīng)驗、無(wú)技術(shù)、無(wú)設備、無(wú)人才，很多員工都是第一次聽(tīng)說(shuō)頁(yè)巖氣。

在建頁(yè)HF-1井施工中，提供油基鉆井液、水平段測井、橋塞分段和分級射孔技術(shù)服務(wù)的均為國際知名油服公司。由于國內外地質(zhì)特征和開(kāi)發(fā)環(huán)境的差距，國外頁(yè)巖氣技術(shù)在中國頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)中常“水土不服”，應用存在很多困難，鉆探效果也不理想。這場(chǎng)“跨國聯(lián)姻”還面臨著(zhù)高昂的成本——關(guān)鍵裝備只租不賣(mài)，每次設備售后維護都要付出昂貴的服務(wù)費。

何以解憂(yōu)？唯有創(chuàng )新。要想實(shí)現頁(yè)巖氣高效率、低成本、規?；虡I(yè)開(kāi)發(fā)，必須加快頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)國產(chǎn)化研究，突破技術(shù)瓶頸才能不被國外公司“卡脖子”要錢(qián)。公司下定決心，確立“長(cháng)水平段鉆完井技術(shù)”“非常規水平井分級射孔工藝”等20多項科研先導項目，規劃科技攻關(guān)路線(xiàn)圖，踏上了艱辛又漫長(cháng)的自主創(chuàng )新之路。

頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)需要兩項關(guān)鍵技術(shù)：長(cháng)水平段鉆井和長(cháng)水平段分段壓裂技術(shù)。圍繞這兩項技術(shù)，江漢石油工程公司重點(diǎn)進(jìn)行科研攻關(guān)。

在鉆井工藝上，公司加大長(cháng)水平段優(yōu)快鉆井技術(shù)研發(fā)，科研團隊每天“宅”在井場(chǎng)，與鉆井技術(shù)死磕到底，最終實(shí)現多項技術(shù)瓶頸的重大突破。

他們建立適合涪陵頁(yè)巖氣田水平井優(yōu)快鉆井的井身結構方案，在一開(kāi)井段上部易漏井段采用清水鉆進(jìn)方式，成功解決了空氣鉆風(fēng)險大、泡沫鉆有環(huán)境污染等難題，一開(kāi)井段機械鉆速提高4~5倍。他們利用三維地質(zhì)導向技術(shù)，研制定向PDC鉆頭和配套螺桿等工具，替代進(jìn)口的旋轉導向工具，解決三開(kāi)長(cháng)水平段定向鉆進(jìn)困難，在多口井實(shí)現水平段一只鉆頭一根螺桿一趟鉆鉆完。他們研發(fā)國產(chǎn)油基鉆井液，價(jià)格僅為進(jìn)口的40%，研發(fā)的水泥漿體系，滿(mǎn)足了頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)對井筒高強度的要求，完井時(shí)間大幅縮短，固井質(zhì)量明顯提高。他們大力開(kāi)展“井工廠(chǎng)”批量化鉆井，提高施工效率50%以上……涪陵頁(yè)巖氣田優(yōu)快鉆井技術(shù)成果經(jīng)重慶市科委鑒定，整體達到國際先進(jìn)水平。

在長(cháng)水平段分段壓裂技術(shù)研究中，創(chuàng )新團隊加大國產(chǎn)化橋塞研發(fā)與運用，加快精細分段壓裂技術(shù)攻關(guān)。他們與制造廠(chǎng)家一起，不斷改進(jìn)橋塞零部件材料，經(jīng)歷上千次材料試驗，順利完成國產(chǎn)化橋塞研發(fā)，單支橋塞價(jià)格僅為進(jìn)口橋塞的十分之一。如今，國產(chǎn)化橋塞已升級換代數次，成為具有世界領(lǐng)先水平的關(guān)鍵設備。

目前，公司所有關(guān)鍵頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)技術(shù)均100%實(shí)現國產(chǎn)化。國產(chǎn)橋塞與多級射孔、油基鉆井液、牽引器測井、地質(zhì)導向等4項國產(chǎn)化技術(shù)的應用，降低施工成本70%，按100口井測算，與國外油服公司相比，降低工程造價(jià)6.09億元。

隨著(zhù)鉆井大規模進(jìn)行，隨鉆產(chǎn)生的大量油基鉆屑急需進(jìn)行無(wú)害化處理。

公司勇挑環(huán)保重擔，在涪陵頁(yè)巖氣田建立油基泥漿處理中心。技術(shù)人員針對油基巖屑易粘連鏈板、出渣粉塵大、處理后的鉆屑含油率高、自動(dòng)化程度不高等技術(shù)難題，開(kāi)展了加藥劑降粘、加裝噴淋系統降低粉塵、不凝氣燃燒裝置改造等一系列技術(shù)改造，最終研發(fā)出先進(jìn)的熱解析法處理油基鉆屑技術(shù)。

他們采用先進(jìn)的變頻器控制系統，突破特殊環(huán)境下物料分布、傳輸、加熱、分離等多項核心技術(shù)，實(shí)現油基巖屑智能化處理目標，年處理油基巖屑達1.5萬(wàn)立方米。治理后廢渣含油量在0.081%~0.143%之間，遠優(yōu)于“國家農用污泥中含油率低于0.3%”的標準，處理技術(shù)國際領(lǐng)先，并已申報國家專(zhuān)利。