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钻井“快马加鞭” 靶体“百步穿杨”——新疆页岩油效益开发的双轮驱动

2025-07-16  

  新疆石油报记者 谷胜 姜晶华 通讯员 宋娜娜
  页岩油要想效益开发,钻井工艺的提升是一个重要环节。在吉木萨尔页岩油开发之初,钻完一口水平井大约需要8至9个月,不少人认为,页岩油的效益开发遥遥无期。

6月27日,吉木萨尔页岩油钻井现场。新疆石油报记者 张睿 摄

  任何困难在新疆石油人的面前都是暂时的——

  提速,不断地提速。一口水平井的完钻周期从8至9个月缩短至70天,再到45天,直至目前的30天,钻井速度越打越快;

  调整,不停地调整。钻遇率由原先的43%提高至目前的88.6%,新疆石油人朝着自己设立的“黄金靶体”越打越准。

钻井速度越打越快

  吉木萨尔页岩油普遍埋深在3500米以下,而且地质条件非常复杂,刚开发时,钻一口水平井需要8至9个月,周期很长。要想效益开发,钻井提速是必须要迈过的一道坎。

  吉庆油田作业区(吉木萨尔页岩油项目经理部)原党委书记崔新疆介绍,为了提高机械钻速,作业区不断尝试各种钻头,研究调整泥浆比例,加强各方组织协调,直到2018年,一口水平井的完井周期已缩短至3个多月。

  虽然钻井周期缩减了一半以上,但仍然不符合新疆油田公司效益开发页岩油的心理预期。到了2019年,公司又提出新的目标:45天必须钻完一口井。“因为北美页岩油就是这个速度。当时有不少人认为,这就是天方夜谭。”崔新疆说。

  即使难度再大,新疆石油人还是义无反顾朝着新目标出发。

  为攻克钻井技术上的一系列难题,作业区联合采油工艺研究院(监理公司)及钻探单位,组建了地质工程一体化团队,采用“高速螺杆+高效PDC钻头”组合技术,大幅提升机械钻速。同时,自主研制低油水比油基钻井液和国产韧性水泥浆体系,钻井复杂时率控制在3%以内,固井质量合格率达到100%。

 6月26日,技术人员实时监控现场作业。克拉玛依融媒记者 闵勇 摄

  2020年,作业区引进3家钻井公司同台竞技,形成“你追我赶”的新局面,大大提高了钻井速度。

  2023年,吉木萨尔页岩油示范区钻完一口井水平井的时间已缩短至1个月,昔日的“天方夜谭”仅仅2年后就被敢于拼搏、勇于创新的新疆石油人碾为碎片。

  2025年5月14日,吉木萨尔页岩油示范区传来捷报,JHW85-19水平井在一开作业中,单日进尺达到1860米,一举创下该区块井单日钻井效率的新标杆,成功刷新区块钻井效率新纪录,为页岩油开发提速提效再次积累了宝贵经验。

  截至目前,吉木萨尔页岩油示范区已实现“地质-工程-设备”一体化协同作业,集成长段水平井钻井提速、高性能钻井井筒工作液、大平台工厂化钻井技术,形成了吉木萨尔页岩油“二开+油基+一趟钻”高效钻井模式,规模应用300口井,实现钻井周期由84天缩短至26天(最优12.5天),完井周期由91天缩短至32天,在国内页岩油钻井技术领域起到了引领示范作用。

  钻井速度的飞跃,为吉木萨尔页岩油的效益开发赢得了宝贵的时间。然而,速度的提升只是迈过了效益开发的第一道门槛。在地下几千米深处,面对厚度仅有1.5米至2米的“奶油层”,如何让高速行进的钻头始终精准地穿行在最肥、最佳的油层,即“黄金靶体”之中,成为摆在石油人面前的又一项严峻挑战。

  “光有速度不够,必须还得打得准!”这是新疆油田公司提出的又一个目标。

“黄金靶体”越打越准

  “吉木萨尔的页岩油储层好比埋在地下3000多米的‘夹心饼干’,我们要在其中找到厚度仅为1.5米至2米的‘奶油层’。”吉庆油田作业区(吉木萨尔页岩油项目经理部)经理、党委副书记杜雪彪说,“我们创建了一套‘黄金靶体跟踪’技术,能让钻头平稳穿行于‘奶油层’,钻遇率目前能够达到88.6%”。

  88.6%的钻遇率,意味着绝大多数开发井都能打到含油层,比之前43%的钻遇率整整提升一倍以上。

  此前,多组开发试验井在完井试油后,即使同一个平台的井在产量上差异也很大。“从钻井角度来说,是轨迹没有控制好,有的井没有很好地贯穿‘奶油层’。”该作业区企业高级专家梁成钢说。

6月27日,工人进行下钻杆作业。克拉玛依融媒记者 闵勇 摄

  吉木萨尔大凹陷原先被认为是个宽稳平缓的大斜坡,而在实际钻井过程中发现这个大斜坡一点也不平稳,地层深处发育6条南北走向的主走滑断裂、分支断裂,这就导致局部区域的构造变化犹如坐过山车一般,要想用直径21.6厘米的钻头,在地下1.5米至2米的“奶油层”平稳穿行上千米且不越界,难度可想而知。

  迎难而上,这是新疆石油人一贯的风骨。

  为了大幅提升优质储层钻遇率,作业区开创了“黄金靶体”跟踪方法。所谓“黄金靶体”,就是页岩油储层中的最肥、最佳油层。

  该作业区地质研究中心主任冉阳介绍,要跟踪好“黄金靶体”,首先要提高三维地震的精度。为此,作业区专门请来中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司(以下简称“东方物探”)科研人员一同研究。经过局部改造,三维地震精度由原先的10米提高至5米。随后再对其进行精心划分,先打一口直井,对层系的顶底特征分别进行描述,并定性定量;再打一口水平井,对不同层段进行描述,由此确定更精准的钻进轨迹。

  同时,作业区还组成“黄金靶体”跟踪团队,包括新疆油田公司勘探开发研究院非常规所和测井与地质力学研究所,以及3家录井公司、东方物探等人员,通过深入分析地层、努力寻找方法,不断提升“黄金靶体”的钻遇率。

  “虽然三维地震精度越来越高,但是30%的断层还是预测不了。碰到这种情况,只有加强临时调控。”冉阳说,“一旦遇到断层,屏幕上的信号就会消失,我们再及时调整钻头的角度,重新寻找油层。”

  特别是在水平段的轨迹导向期间,团队成员需要24小时轮流值班,每时每刻都要跟踪和调整水平井的轨迹。

  这种及时跟踪方法在提高平台井钻遇率上显现出极大优势。比如,在一个由4口井组成的平台上,第一口井由于各种因素的影响钻遇率一般会在80%,但这第一口井的轨迹能为其他3口井提高钻遇率提供很好的参照,因此,后续3口井的钻遇率往往可以达到90%。

  经过不停地努力探索,特别是采取“黄金靶体”跟踪方法以来,吉木萨尔页岩油示范区的钻遇率得到稳步提升,2023年钻遇率达到85%,2024年接近87%,截至今年6月,钻遇率已攀升至88.6%。

  “黄金靶体”越打越准让吉木萨尔页岩油效益开发又往前跨出了一大步。然而攻坚还在继续,因为如何把油采出来,还需要对储层进行改造。

责任编辑:屈斌
本期编辑:杨艺佩杉

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