欠平衡鉆井技術(shù)：油氣勘探開發(fā)的新革命
http://www.dcyhziu.cn 2007/6/18 源自:中華職工學習網(wǎng) 【字體：
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11月16日~17日，筆者從在四川廣漢召開的中國石油天然氣集團公司欠平衡鉆井技術(shù)交流會上了解到，我國欠平衡鉆井技術(shù)經(jīng)過近年快步發(fā)展，已經(jīng)走上前臺，將要挑起石油鉆井工程的大梁，為在低壓、低滲、低產(chǎn)和難采儲層中艱難前行的油氣勘探開發(fā)帶來革命性的變化。
與會的國內(nèi)外技術(shù)專家一百多人，他們來自中油集團和中石化集團所屬油田、相關(guān)研究院所和高校、部分廠家以及兩家國外專業(yè)公司，滿懷著對欠平衡鉆井技術(shù)發(fā)展的期望和信心。工程院院士羅平亞：從過平衡到平衡到欠平衡，欠平衡技術(shù)是必然的發(fā)展方向；中油集團科技部孫寧副主任：什么技術(shù)既能成倍甚至成十倍提高鉆井速度、又能成倍甚至成十倍提高單井產(chǎn)量？欠平衡鉆井！美國威德福公司副總裁：我們2003年在全球打了2800多口欠平衡井，2004年將超過4100口。
打破瓶頸的首選技術(shù)
近年來，陸上石油面臨的雙重壓力越來越大：一方面，油氣需求空前劇增，全球供應空前緊張；另一方面，國內(nèi)油氣勘探 “好吃的肥肉”越來越少，勘探領(lǐng)域越來越向低壓低滲低產(chǎn)儲層、衰竭儲層、難采儲層深入，全國難動用儲量高達60多億噸。長慶蘇里格氣田探明儲量6000億立方米，但低壓低滲低產(chǎn)，開發(fā)成本高，至今進展緩慢；四川盆地上三疊系總資源量高達9000億立方米以上，同樣因為類似的原因，勘探效果一直不理想，探明率僅5%，探明資源轉(zhuǎn)化率不到20%。與此同時，各油田鉆井工程中處理井漏、井斜、卡鉆、出水、井壁坍塌等井下復雜情況不但占去大量鉆井時間，而且成為鉆井成本居高不下的主要因素。在四川，僅處理井漏或因井漏帶來的復雜情況即占鉆井總時間的8~10%，有的井甚至因井漏而報廢，一年僅井漏造成的損失就近億元。鉆井工程速度慢、周期長、成本高，已對勘探開發(fā)形成嚴重的瓶頸制約。市場急切呼喚革命性的技術(shù)來破解上述地質(zhì)和工程兩大僵局：既能拿儲量拿產(chǎn)量，又能提高鉆井效率、降低勘探開發(fā)成本。欠平衡鉆井技術(shù)歷史性地擔當起這一打破瓶頸、開創(chuàng)新局面的重任。
欠平衡鉆井成果喜人
自上世紀末再次啟動以來，欠平衡鉆井首先在大港油田先聲奪人，接著在川渝氣田實現(xiàn)飛躍，同時，長慶、大慶、遼河、新疆等全集團大部分油田先后邁開了堅實的步伐。在這次交流會上，盤點近年來欠平衡鉆井取得的成果，主要有以下幾方面。
第一是發(fā)現(xiàn)和有效保護了油氣藏。大港發(fā)現(xiàn)的古潛山油氣藏含氣面積60多平方公里，油氣儲量上億噸；四川更是喜人：打井近80口，獲工業(yè)氣井35口，累計獲天然氣測試日產(chǎn)量333萬立方米，在接連發(fā)現(xiàn)邛西、南井、潼南、白淺等多個構(gòu)造的同時，還在一些產(chǎn)能衰竭的老氣田收到增大井口產(chǎn)能的良好效果。其中僅在邛西構(gòu)造即獲得控制儲量263億立方米，探明儲量57億立方米。此外長慶在蘇里格氣田、大慶在長垣東部火山巖儲層采用欠平衡鉆井都有良好發(fā)現(xiàn)。
第二是解決工程問題。采用空氣、天然氣、柴油機尾氣等氣體介質(zhì)鉆井，在四川、長慶、大港、大慶、玉門等多個油田順利穿過漏層、避免壓差卡鉆、成倍甚至成十倍地提高了鉆井速度，縮短了鉆井周期，降低了鉆井綜合成本。
第三是欠平衡鉆井技術(shù)本身進步迅速。裝備上，開展了旋轉(zhuǎn)防噴器、液氣分離器、真空除氣器、不壓井作業(yè)裝置、平板閥、井下控制閥、空氣錘、空氣螺桿鉆具、空氣壓縮機等一系列欠平衡鉆井裝備和工具的國產(chǎn)化研究并獲得可喜成果。尤其是四川，不但自主開發(fā)，獲得多項國家專利，實現(xiàn)了全面系列配套，而且與國外先進裝備相比具有很高的性價比。工藝技術(shù)上，對輕質(zhì)泥漿鉆井、充氣鉆井、空氣鉆井、天然氣鉆井、惰性氣體鉆井、泡沫鉆井、霧化鉆井等多種工藝技術(shù)進行了成功的研究和應用，對欠平衡鉆井與完井、錄井方式的配合、與水平井等相關(guān)技術(shù)的配合等配套技術(shù)的研究和應用上初見成效。形成了全過程欠平衡鉆井的技術(shù)和能力。在規(guī)范化建設上，初步建立了欠平衡鉆井的相關(guān)技術(shù)規(guī)范、操作規(guī)范和安全規(guī)范。四川、大港、大慶等部分油田組建了專業(yè)化的欠平衡鉆井公司。
市場空間有多大？
一組數(shù)據(jù)很說明問題。2003年，美國采用欠平衡方式鉆井2200多口，占當年鉆井總數(shù)的15~20%；中油集團從上世紀末至今六年時間共欠平衡鉆井150余口。2004年，全集團可完成欠平衡井50~60口，按全集團每年打井7000口計算，欠平衡鉆井數(shù)僅占鉆井總數(shù)的不到1%。
巨大的差距意味著巨大的市場。如果整個中油集團采用欠平衡方式鉆井的比例達到10%，每年就將有700口井的市場容量。
在四川，2003年欠平衡鉆井33口，2004年可望完成35~38口，已經(jīng)占到川渝氣田鉆井總量的20%以上，所以四川在油氣發(fā)現(xiàn)和解決工程難題兩方面所取得的效果在全國非常突出。實際上我們應該倒過來說，正是因為四川在欠平衡鉆井應用中取得良好效果，才贏得了市場的熱烈反應，它的鉆井量才得以快速增長。
欠平衡鉆井是很早就有的技術(shù)，由于人們認識能力和技術(shù)水平的限制，這項技術(shù)的使用長期以來被限制在非常狹窄的范圍甚至被束之高閣。即便使用，也僅僅是作為常規(guī)鉆井的一種補充。近年來，隨著井控等一系列支撐技術(shù)的成熟，欠平衡鉆井的能力越來越多地被發(fā)掘出來，一些以前認為不能打欠平衡井的地層也能夠打了、不適合采用的工藝也能夠采用了。在一些地方，欠平衡鉆井甚至還獲得了眾多意外發(fā)現(xiàn)，顯示該技術(shù)越來越多地發(fā)展成為了一種增產(chǎn)技術(shù)，一種提高采收率的重要手段。從發(fā)展趨勢看，隨著與之相關(guān)的認識不斷深化、技術(shù)不斷成熟，欠平衡鉆井的應用范圍將會越來越大。
下一步做什么？
在這次會議上，集團公司明確提出，明年各油田的欠平衡鉆井都要邁開步子。此前，西南油氣田分公司也明確要求，凡是具備使用欠平衡鉆井條件的井，一律使用欠平衡鉆井技術(shù)。顯示欠平衡鉆井技術(shù)正在成為勘探開發(fā)的主導技術(shù)之一。
但是欠平衡鉆井是一個系統(tǒng)工程，必須進行系統(tǒng)的研究。目前推廣欠平衡鉆井的基本條件雖然已經(jīng)具備，但需要攻克的難關(guān)還很多。比如全過程欠平衡鉆井中完井、錄井和固井的問題，比如欠平衡鉆井技術(shù)如何與水平井、分支井等相關(guān)技術(shù)配合實現(xiàn)最大限度增產(chǎn)的問題，比如從儲層欠平衡鉆井發(fā)展到全井欠平衡鉆井過程中可能產(chǎn)生的諸多問題等等，無不涉及工藝理論、裝備、具體施工等每一個環(huán)節(jié)，必須加大力度進行系統(tǒng)的攻關(guān)。
同時欠平衡鉆井是一項高風險、高技術(shù)作業(yè)，必須規(guī)范運作。什么樣的井適合搞欠平衡？什么樣的地層適合什么方式的欠平衡鉆井？什么樣的隊伍才能夠承擔欠平衡鉆井施工作業(yè)？技術(shù)措施如何落實？安全保障如何到位？解決這些問題必須建立一套完整科學的規(guī)范體系并真正實現(xiàn)規(guī)范化運作。根據(jù)先進國家的經(jīng)驗，欠平衡鉆井一定要專業(yè)化公司來做，并由油公司在每口井派駐專業(yè)的欠平衡鉆井監(jiān)督。這次會議提出，下一步全集團公司要組建并武裝一批專業(yè)化欠平衡鉆井公司，培養(yǎng)一批高素質(zhì)的欠平衡鉆井監(jiān)督，設立資質(zhì)要求，實行市場準入制度，務使欠平衡鉆井在規(guī)范、安全中發(fā)展。
與會的國內(nèi)外技術(shù)專家一百多人，他們來自中油集團和中石化集團所屬油田、相關(guān)研究院所和高校、部分廠家以及兩家國外專業(yè)公司，滿懷著對欠平衡鉆井技術(shù)發(fā)展的期望和信心。工程院院士羅平亞：從過平衡到平衡到欠平衡，欠平衡技術(shù)是必然的發(fā)展方向；中油集團科技部孫寧副主任：什么技術(shù)既能成倍甚至成十倍提高鉆井速度、又能成倍甚至成十倍提高單井產(chǎn)量？欠平衡鉆井！美國威德福公司副總裁：我們2003年在全球打了2800多口欠平衡井，2004年將超過4100口。
打破瓶頸的首選技術(shù)
近年來，陸上石油面臨的雙重壓力越來越大：一方面，油氣需求空前劇增，全球供應空前緊張；另一方面，國內(nèi)油氣勘探 “好吃的肥肉”越來越少，勘探領(lǐng)域越來越向低壓低滲低產(chǎn)儲層、衰竭儲層、難采儲層深入，全國難動用儲量高達60多億噸。長慶蘇里格氣田探明儲量6000億立方米，但低壓低滲低產(chǎn)，開發(fā)成本高，至今進展緩慢；四川盆地上三疊系總資源量高達9000億立方米以上，同樣因為類似的原因，勘探效果一直不理想，探明率僅5%，探明資源轉(zhuǎn)化率不到20%。與此同時，各油田鉆井工程中處理井漏、井斜、卡鉆、出水、井壁坍塌等井下復雜情況不但占去大量鉆井時間，而且成為鉆井成本居高不下的主要因素。在四川，僅處理井漏或因井漏帶來的復雜情況即占鉆井總時間的8~10%，有的井甚至因井漏而報廢，一年僅井漏造成的損失就近億元。鉆井工程速度慢、周期長、成本高，已對勘探開發(fā)形成嚴重的瓶頸制約。市場急切呼喚革命性的技術(shù)來破解上述地質(zhì)和工程兩大僵局：既能拿儲量拿產(chǎn)量，又能提高鉆井效率、降低勘探開發(fā)成本。欠平衡鉆井技術(shù)歷史性地擔當起這一打破瓶頸、開創(chuàng)新局面的重任。
欠平衡鉆井成果喜人
自上世紀末再次啟動以來，欠平衡鉆井首先在大港油田先聲奪人，接著在川渝氣田實現(xiàn)飛躍，同時，長慶、大慶、遼河、新疆等全集團大部分油田先后邁開了堅實的步伐。在這次交流會上，盤點近年來欠平衡鉆井取得的成果，主要有以下幾方面。
第一是發(fā)現(xiàn)和有效保護了油氣藏。大港發(fā)現(xiàn)的古潛山油氣藏含氣面積60多平方公里，油氣儲量上億噸；四川更是喜人：打井近80口，獲工業(yè)氣井35口，累計獲天然氣測試日產(chǎn)量333萬立方米，在接連發(fā)現(xiàn)邛西、南井、潼南、白淺等多個構(gòu)造的同時，還在一些產(chǎn)能衰竭的老氣田收到增大井口產(chǎn)能的良好效果。其中僅在邛西構(gòu)造即獲得控制儲量263億立方米，探明儲量57億立方米。此外長慶在蘇里格氣田、大慶在長垣東部火山巖儲層采用欠平衡鉆井都有良好發(fā)現(xiàn)。
第二是解決工程問題。采用空氣、天然氣、柴油機尾氣等氣體介質(zhì)鉆井，在四川、長慶、大港、大慶、玉門等多個油田順利穿過漏層、避免壓差卡鉆、成倍甚至成十倍地提高了鉆井速度，縮短了鉆井周期，降低了鉆井綜合成本。
第三是欠平衡鉆井技術(shù)本身進步迅速。裝備上，開展了旋轉(zhuǎn)防噴器、液氣分離器、真空除氣器、不壓井作業(yè)裝置、平板閥、井下控制閥、空氣錘、空氣螺桿鉆具、空氣壓縮機等一系列欠平衡鉆井裝備和工具的國產(chǎn)化研究并獲得可喜成果。尤其是四川，不但自主開發(fā)，獲得多項國家專利，實現(xiàn)了全面系列配套，而且與國外先進裝備相比具有很高的性價比。工藝技術(shù)上，對輕質(zhì)泥漿鉆井、充氣鉆井、空氣鉆井、天然氣鉆井、惰性氣體鉆井、泡沫鉆井、霧化鉆井等多種工藝技術(shù)進行了成功的研究和應用，對欠平衡鉆井與完井、錄井方式的配合、與水平井等相關(guān)技術(shù)的配合等配套技術(shù)的研究和應用上初見成效。形成了全過程欠平衡鉆井的技術(shù)和能力。在規(guī)范化建設上，初步建立了欠平衡鉆井的相關(guān)技術(shù)規(guī)范、操作規(guī)范和安全規(guī)范。四川、大港、大慶等部分油田組建了專業(yè)化的欠平衡鉆井公司。
市場空間有多大？
一組數(shù)據(jù)很說明問題。2003年，美國采用欠平衡方式鉆井2200多口，占當年鉆井總數(shù)的15~20%；中油集團從上世紀末至今六年時間共欠平衡鉆井150余口。2004年，全集團可完成欠平衡井50~60口，按全集團每年打井7000口計算，欠平衡鉆井數(shù)僅占鉆井總數(shù)的不到1%。
巨大的差距意味著巨大的市場。如果整個中油集團采用欠平衡方式鉆井的比例達到10%，每年就將有700口井的市場容量。
在四川，2003年欠平衡鉆井33口，2004年可望完成35~38口，已經(jīng)占到川渝氣田鉆井總量的20%以上，所以四川在油氣發(fā)現(xiàn)和解決工程難題兩方面所取得的效果在全國非常突出。實際上我們應該倒過來說，正是因為四川在欠平衡鉆井應用中取得良好效果，才贏得了市場的熱烈反應，它的鉆井量才得以快速增長。
欠平衡鉆井是很早就有的技術(shù)，由于人們認識能力和技術(shù)水平的限制，這項技術(shù)的使用長期以來被限制在非常狹窄的范圍甚至被束之高閣。即便使用，也僅僅是作為常規(guī)鉆井的一種補充。近年來，隨著井控等一系列支撐技術(shù)的成熟，欠平衡鉆井的能力越來越多地被發(fā)掘出來，一些以前認為不能打欠平衡井的地層也能夠打了、不適合采用的工藝也能夠采用了。在一些地方，欠平衡鉆井甚至還獲得了眾多意外發(fā)現(xiàn)，顯示該技術(shù)越來越多地發(fā)展成為了一種增產(chǎn)技術(shù)，一種提高采收率的重要手段。從發(fā)展趨勢看，隨著與之相關(guān)的認識不斷深化、技術(shù)不斷成熟，欠平衡鉆井的應用范圍將會越來越大。
下一步做什么？
在這次會議上，集團公司明確提出，明年各油田的欠平衡鉆井都要邁開步子。此前，西南油氣田分公司也明確要求，凡是具備使用欠平衡鉆井條件的井，一律使用欠平衡鉆井技術(shù)。顯示欠平衡鉆井技術(shù)正在成為勘探開發(fā)的主導技術(shù)之一。
但是欠平衡鉆井是一個系統(tǒng)工程，必須進行系統(tǒng)的研究。目前推廣欠平衡鉆井的基本條件雖然已經(jīng)具備，但需要攻克的難關(guān)還很多。比如全過程欠平衡鉆井中完井、錄井和固井的問題，比如欠平衡鉆井技術(shù)如何與水平井、分支井等相關(guān)技術(shù)配合實現(xiàn)最大限度增產(chǎn)的問題，比如從儲層欠平衡鉆井發(fā)展到全井欠平衡鉆井過程中可能產(chǎn)生的諸多問題等等，無不涉及工藝理論、裝備、具體施工等每一個環(huán)節(jié)，必須加大力度進行系統(tǒng)的攻關(guān)。
同時欠平衡鉆井是一項高風險、高技術(shù)作業(yè)，必須規(guī)范運作。什么樣的井適合搞欠平衡？什么樣的地層適合什么方式的欠平衡鉆井？什么樣的隊伍才能夠承擔欠平衡鉆井施工作業(yè)？技術(shù)措施如何落實？安全保障如何到位？解決這些問題必須建立一套完整科學的規(guī)范體系并真正實現(xiàn)規(guī)范化運作。根據(jù)先進國家的經(jīng)驗，欠平衡鉆井一定要專業(yè)化公司來做，并由油公司在每口井派駐專業(yè)的欠平衡鉆井監(jiān)督。這次會議提出，下一步全集團公司要組建并武裝一批專業(yè)化欠平衡鉆井公司，培養(yǎng)一批高素質(zhì)的欠平衡鉆井監(jiān)督，設立資質(zhì)要求，實行市場準入制度，務使欠平衡鉆井在規(guī)范、安全中發(fā)展。
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