? ? 中國海油旗下的有限公司湛江分公司正在對南海一口高溫高壓探井進行測井作業(yè)。該井2017年10月21日開鉆,12月19日順利完鉆,是中國海油在南海安全實施的第54口高溫高壓井。
? ? 南海高溫高壓區(qū)域天然氣資源豐富,但勘探開發(fā)風(fēng)險大、成本高,屬世界級難題。中國海油20余年持續(xù)攻堅,形成針對性技術(shù),支撐發(fā)現(xiàn)了南海5個高溫高壓氣田。1月8日,“南海高溫高壓鉆完井關(guān)鍵技術(shù)及工業(yè)化應(yīng)用”獲2017年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎。
? ? 不過,許多人疑問:高溫高壓油氣勘探風(fēng)險、成本極高,低油價時期,值得攻關(guān)嗎?發(fā)現(xiàn)的高溫高壓儲量,能變成經(jīng)濟產(chǎn)量嗎?目前的技術(shù)究竟咋樣?記者就此進行了深入采訪。
? ? 勘探無禁區(qū) 油氣在哪里我們就會到哪里
? ? “儲量是石油公司發(fā)展的基礎(chǔ),在擁有勘探權(quán)益的區(qū)域找到盡可能多的油氣,是勘探從業(yè)者的職責(zé),”有限公司湛江分公司總工程師李中說,“油氣在哪里,我們就會到哪里,不管南海高溫高壓區(qū)的天然氣勘探有多難,我們都會努力突破。”
? ? 他介紹,南海高溫高壓區(qū)的天然氣資源量高達15萬億立方米,約占南?？傎Y源量的1/3。但這里所說的資源量,是有關(guān)部門根據(jù)南海高溫高壓區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造、沉積特征等,分析研究后預(yù)估出來的,是否真的成藏,規(guī)模多大,具體在哪里,必須鉆井證實。
? ? 在高溫高壓區(qū)域鉆井,風(fēng)險確實很大,成本也很高。上世紀(jì)80年代,外方曾斥巨資在南海鉆15口高溫高壓井,結(jié)果全部失利。即使是近年,國外在高溫高壓區(qū)域的鉆井作業(yè)依然事故不斷。成本方面,鉆一口高溫高壓井,動輒上億元。
? ? “但我們不能因為難,就不去探索,”李中說,“國家需要天然氣,南海需要我們?nèi)ラ_發(fā)。上世紀(jì)90年代開始,我們就針對該區(qū)的鉆完井難題,自主攻關(guān)。”
? ? 考慮到這是一項龐大的系統(tǒng)工程,湛江分公司以國家863研究項目、國家重大專項為依托,聯(lián)合中國海油內(nèi)外相關(guān)單位共同攻關(guān)。經(jīng)過20多年的努力,最終掌握了四大核心技術(shù),即基于多源多機制壓力精確預(yù)測的海上高溫高壓安全鉆井技術(shù)、多級屏障井筒完整性技術(shù)、多因素多節(jié)點測試技術(shù)、綜合提速和儲層保護技術(shù)。這套技術(shù)整體國際先進,多項技術(shù)國際領(lǐng)先。一系列技術(shù)創(chuàng)新,保證了南海54口高溫高壓井的安全、高效鉆探,發(fā)現(xiàn)了東方13-1、東方13-2、樂東10-1等5個高溫高壓氣田。
? ? 開發(fā)“牛刀初試”東方13-1高效投產(chǎn)東方13-2投產(chǎn)在即
? ? 高溫高壓勘探難,開發(fā)更難?！跋啾瓤碧?高溫高壓氣田開發(fā)除了鉆完井難,又多了兩重大山:氣藏高溫高壓及高含二氧化碳,對開發(fā)材料與設(shè)備的抗高溫高壓、抗腐蝕及密封性提出更高要求;近年又逢低油價,需嚴(yán)控開發(fā)成本?！崩钪姓f。
? ? 但開發(fā)是勘探的價值實現(xiàn),如果儲量不能及時變成產(chǎn)量,勘探階段投入的人力、物力、財力就可能浪費。由此,2010年東方13-1高溫高壓氣田發(fā)現(xiàn)后,湛江分公司2012年就著手開發(fā)。
不過,氣田“個性”不同,開發(fā)挑戰(zhàn)也不同。東方13-1地層局部破碎,易造成鉆井井漏等復(fù)雜情況;溫度、壓力高,井控難度大;目的層氣水關(guān)系復(fù)雜,給固井、井筒安全帶來巨大隱患。
? ? 在已掌握的四大核心技術(shù)基礎(chǔ)上,湛江分公司進一步針對性攻關(guān):鉆井方面,細化鉆完井方案,精細現(xiàn)場操作;工程建設(shè)方面,實現(xiàn)了大口徑高性能軟管、超高壓閥門等關(guān)鍵材料與設(shè)備的國產(chǎn)化;生產(chǎn)方面,向井底注入甲醇防止冰堵。多項創(chuàng)新使得東方13-1氣田7口高溫高壓開發(fā)井鉆井工期較設(shè)計提前40%,平臺、管線等工程建設(shè)安全優(yōu)質(zhì)完成,總投資較計劃降低10%。氣田順利投產(chǎn),天然氣實際日產(chǎn)能超過配產(chǎn)62%。
? ? “東方13-1是我國首個投產(chǎn)的海上高溫高壓氣田。它的高效投產(chǎn),表明我們已形成一套完整的高溫高壓氣田開發(fā)技術(shù)體系,擁有一支素質(zhì)過硬的團隊?！崩钪姓f。
? ? 東方13-1氣田之后,還有東方13-2氣田的開發(fā)。盡管東方13-2氣田目的層溫度、壓力與東方13-1氣田相當(dāng),但東方13-2氣田動用的儲量規(guī)模、工程量更大,是我國首次進行的大規(guī)模海上高溫高壓氣田開發(fā)項目,開發(fā)風(fēng)險更大。以鉆完井為例,東方13-2項目需要鉆4000~5000米的高溫高壓大位移井和水平井,而這類鉆井在全球尚屬首次,難度極高。對此,湛江分公司同樣在四大核心技術(shù)基礎(chǔ)上進一步攻關(guān),目前已形成了高溫高壓條件下大位移高深度水平井安全高效鉆進技術(shù)。
? ? 為降低開發(fā)成本,氣田開發(fā)前,湛江分公司聯(lián)合研究總院已對ODP進行了多輪優(yōu)化,開發(fā)投資降低60.9%。同時推行上下游一體化開發(fā)模式,促進氣田經(jīng)濟開發(fā)。
? ? 目前,東方13-2氣田開發(fā)項目正高效推進中,工程建設(shè)基本完成,即將進行鉆井作業(yè)。
? ? 新起點新突破 瞄準(zhǔn)瓶頸持續(xù)攻關(guān)
? ? 李中還介紹,近年鉆探的高溫高壓井,溫度壓力不斷走高,達到超高溫高壓水平,而且還面臨深水、低滲透等挑戰(zhàn)。即便如此,四大核心技術(shù)仍顯示出極強的適用性。
? ? 石油行業(yè)通常將溫度達200℃以上、壓力系數(shù)大于2.0稱為超高溫高壓。2017年10月湛江分公司鉆探的樂東10-1-3井,就屬于此類井。該井地層溫度近200℃,地層壓力系數(shù)2.36。這是近年鉆遇的溫度、壓力最高的一口探井。近200℃的高溫,達到井下工具耐溫極限的98%,儲層壓力超過13000psi,達到了工具耐壓等級的87%,近9000psi的壓差,接近了工具的極限。如此高溫高壓,國外尚無鉆井、測試成功先例。
? ? 面對諸多挑戰(zhàn),湛江分公司充分利用已掌握的技術(shù)體系,小心應(yīng)戰(zhàn)。
? ? 精細鉆井作業(yè),重晶石加量按分鐘計量,確保井筒安全,錄井、司鉆、監(jiān)督多方監(jiān)控參數(shù)變化,嚴(yán)防異常情況發(fā)生;優(yōu)選鉆頭,應(yīng)用水力脈沖技術(shù),優(yōu)化泥漿性能,全面提速;目的層井段使用較為成熟的抗高溫體系鉆井液,有效保護儲層;分析測試全過程的井筒溫度場和壓力場分布及變化規(guī)律,建立了測試管柱風(fēng)險評估及生產(chǎn)安全控制模型,使用多點應(yīng)急關(guān)斷及應(yīng)急放噴流程,解決了海上平臺空間受限難題。
? ? 在先進技術(shù)的指引下,各個環(huán)節(jié)的工作人員精益求精,最終使樂東10-1-3井安全完鉆,成功點火測試。
? ? “我們在高溫高壓領(lǐng)域的技術(shù)研究雖然取得了成績,但技術(shù)進步無止境,亟待更大突破,”李中同時指出,“南海鶯瓊盆地壓力成因異常復(fù)雜,區(qū)域整體規(guī)律研究還有待加強?！?br /> ? ? “此外,適應(yīng)高效作業(yè)的非常規(guī)井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、復(fù)雜地層的堵漏防漏工藝等,還有很大提升空間?！?br /> ? ? 為此,湛江分公司還將依托中國海油“十三五”重大專項,深入開展科研攻關(guān)。
? ? 除此之外,湛江分公司還將進一步開展超高溫高壓地層地質(zhì)研究。在2017年年初的工作會上,有限公司高級副總裁、湛江分公司總經(jīng)理張國華強調(diào),重點圍繞鶯瓊盆地超壓成因、“高壓包”空間分布特征等核心關(guān)鍵問題,加大攻關(guān),推動南海超高溫高壓勘探取得更大突破。