范白濤

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300459)

渤海油田鉆完井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢*

范白濤

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300459)

范白濤.渤海油田鉆完井技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國海上油氣，2017,29(4)：109-117.

FAN Baitao.Current status and developing trend of drilling and completion technologies in Bohai oilfield[J].China Offshore Oil and Gas,2017,29(4):109-117.

渤海油田已開發(fā)40年，部分油田逐漸進(jìn)入開發(fā)中后期，高效開發(fā)面臨海上地質(zhì)、油藏條件復(fù)雜，作業(yè)成本高、風(fēng)險高，低效井治理難度大，非常規(guī)稠油高效開發(fā)制約因素多，海洋環(huán)境保護(hù)日益嚴(yán)格等難題，給鉆完井作業(yè)帶來巨大挑戰(zhàn)?？偨Y(jié)了渤海油田“十二五”期間形成的優(yōu)快鉆井技術(shù)、叢式井整體加密調(diào)整鉆完井技術(shù)、鉆完井全過程儲層保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)、鉆井綜合提速技術(shù)、渤海特色防砂技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，分析了目前渤海油田鉆完井技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)，并探討了未來渤海油田鉆完井技術(shù)發(fā)展趨勢，以期為提高渤海油田鉆完井技術(shù)水平、推動渤海油田高效可持續(xù)開發(fā)提供指導(dǎo)。

渤海油田；鉆完井；技術(shù)現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

目前，世界能源消費仍以化石能源為主，其中油氣所占比例達(dá)56%[1]。我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對石油的需求量正在持續(xù)增長，而陸地油氣產(chǎn)量呈遞減趨勢，因此海上油氣資源的開發(fā)顯得至關(guān)重要[2]。2009年，我國原油對外依存度超國際警戒線，2012年對外依存度達(dá)56.4%[3]，能源安全風(fēng)險增大。渤海油田是我國海上重要能源基地[4]，在發(fā)展全局中占有舉足輕重的位置。渤海油田已開發(fā)40年，2006年油田產(chǎn)量為1 500×104t，到2010年上產(chǎn)3 000×104t[5]，經(jīng)過長期科技創(chuàng)新、礦場實踐，已形成渤海油田優(yōu)快鉆完井技術(shù)新模式，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會效益。目前渤海部分油田逐漸步入開發(fā)的中后期，增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)面臨重大挑戰(zhàn)，因此渤海油田的高效開發(fā)是實現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展的重要前提，對滿足國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求具有深遠(yuǎn)的影響。

鉆完井是油氣藏發(fā)現(xiàn)、開發(fā)、增產(chǎn)的重要手段[5]，渤海油田2006—2015年已開發(fā)油田工程投資統(tǒng)計表明，鉆完井的投資比重占37%～43%左右，近海油氣資源開發(fā)面臨自然環(huán)境、技術(shù)、資金等因素的制約和挑戰(zhàn)，高風(fēng)險、高投入是海上鉆完井工程的主要特點[6]。在優(yōu)快鉆完井理念基礎(chǔ)上，渤海油田不斷推動科技與現(xiàn)場實踐的相互結(jié)合，目前已形成一套高效鉆完井技術(shù)體系，推動了渤海油田鉆完井工程安全實施的跨越式發(fā)展[7]。

隨著2014年油價斷崖式下跌以來，全球石油工業(yè)經(jīng)歷著深刻的變革，勘探難度、極端環(huán)境等因素嚴(yán)重制約了工程技術(shù)的發(fā)展動向。本文針對渤海油田鉆完井面臨的主要技術(shù)難點，提出了未來鉆完井技術(shù)發(fā)展方向，以期通過科技創(chuàng)新降低工程投資成本，為渤海油田的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 鉆完井技術(shù)現(xiàn)狀

渤海油田以降低鉆完井成本、提高開發(fā)效益為目標(biāo)，“十二五”期間通過加強(qiáng)科技攻關(guān)，鉆完井技術(shù)取得了重大突破，鉆完井效率得到了大幅度提高，并且在一次、二次優(yōu)快基礎(chǔ)上持續(xù)創(chuàng)新，形成了具有渤海特色的關(guān)鍵技術(shù)?！笆濉逼陂g，渤海油田鉆井總數(shù)達(dá)1 414口(圖1)，鉆井進(jìn)尺突破325×104m，通過優(yōu)質(zhì)高效配置資源，保質(zhì)保量完成作業(yè)，成功保證年產(chǎn)3 000×104t油氣產(chǎn)量，成為我國重要能源基地，是中國海油向遠(yuǎn)、向深、向外發(fā)展的基礎(chǔ)保障。

圖1 渤海油田“十二五”期間鉆井作業(yè)量Fig .1 Drilling numbers of Bohai oilfield during the Twelfth-Five Year period

1.1 優(yōu)快鉆完井技術(shù)

優(yōu)快鉆完井技術(shù)是源于渤海的特色技術(shù)，歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，通過一次優(yōu)快、二次優(yōu)快的不斷創(chuàng)新與突破，使之成為了渤海油田高效快速開發(fā)的重要推手。渤海一次優(yōu)快起源于1995年，以歧口18-1油田為試點[8-9]，敢于突破，逐步形成渤海優(yōu)快鉆完井技術(shù)體系，并推廣至綏中36-1J、錦州9-3、綏中36-1、秦皇島32-6等12個油田666口井，提效200%以上(圖2)。

圖2 渤海油田一次優(yōu)快鉆完井提效統(tǒng)計Fig .2 Statistics of first optimized fast drilling and completion of Bohai oilfield

2005年以后，隨著調(diào)整井和加密調(diào)整項目的增多，通過對一次優(yōu)快鉆井技術(shù)的再創(chuàng)新，形成了二次優(yōu)快鉆完井關(guān)鍵技術(shù)，陸續(xù)開發(fā)29個油田，鉆井819口、完井646口，其中歧口18-1油田8口井累計鉆完井作業(yè)136.82 d，節(jié)約66.43 d，提效39.39%，較一次優(yōu)快提高40.54%(圖3)。

圖3 渤海油田二次優(yōu)快鉆完井提效統(tǒng)計Fig .3 Statistics of second optimized fast drilling and completion

在渤海油田幾十年的創(chuàng)業(yè)實踐中，不僅形成了優(yōu)快鉆完井技術(shù)體系，而且形成了以“敢于突破，科學(xué)求實，追求卓越”為內(nèi)涵的“優(yōu)快”精神。“優(yōu)快”精神作為中國海油精神的重要組成部分，是指導(dǎo)今后渤海鉆完井乃至整個油田事業(yè)發(fā)展的重要方針。

1.2 叢式井整體加密調(diào)整鉆完井技術(shù)

目前渤海部分油田進(jìn)入開發(fā)中后期，為有效提高剩余油氣的動用程度，提高采收率，開展了油氣田高效開發(fā)鉆井技術(shù)研發(fā)，逐步形成了海上油田叢式井整體加密調(diào)整鉆完井技術(shù)，并成功應(yīng)用于渤海油氣田開發(fā)生產(chǎn)，有效提高了采收率，完善了注采井網(wǎng)，推動了鉆完井工程技術(shù)進(jìn)步。

加密調(diào)整面臨的首個難題就是新鉆井眼與原井眼之間的防碰問題。在原本已十分密集的井組中再度加密鉆出叢式井網(wǎng)，導(dǎo)致繞障作業(yè)井?dāng)?shù)多、防碰風(fēng)險大，同時三維多靶點軌跡復(fù)雜，難以精確控制，易出現(xiàn)碰撞事故。因此，為了解決叢式井防碰問題，對可能發(fā)生井眼干擾的井全部采用陀螺復(fù)測井眼軌跡，且進(jìn)行井眼鄰井程度分析和防碰掃描分析計算?；谡駝硬ㄔ淼你@頭趨近監(jiān)測，以鉆頭破巖產(chǎn)生的振動波為信號源，發(fā)明了防碰監(jiān)測及預(yù)警裝置(圖4)，實現(xiàn)了實時監(jiān)測與報警，從而形成了渤海叢式井加密鉆井防碰和井眼軌跡精確實施等技術(shù)手段，有效控制了碰撞風(fēng)險。 加密調(diào)整面臨的第2個難題是復(fù)雜壓力體系帶來的儲層保護(hù)和井控安全挑戰(zhàn)。隨著油氣開采，烴類流體不斷從儲層中采出，造成油藏內(nèi)部的孔隙壓力降低[10]。多數(shù)油田采取注水開發(fā)，受層間矛盾和注采工藝限制，造成了地下壓力紊亂，對注采條件下調(diào)整井井壁穩(wěn)定帶來諸多問題，如局部異常壓力可能導(dǎo)致井控風(fēng)險，易造成井漏、溢流、井涌等；儲層段與上部易坍塌泥巖段處于同一裸眼段，安全鉆井液密度窗口較窄；儲層保護(hù)難度大，易造成儲層污染，使油井初期產(chǎn)能下降；井下壓差大，容易發(fā)生壓差卡鉆、卡電纜。因此，研發(fā)了注采條件下加密調(diào)整井壓力預(yù)測及井壁穩(wěn)定性評價技術(shù)，從加密井區(qū)流體分布和壓力分布規(guī)律出發(fā)，建立了注采條件下調(diào)整井儲層壓力預(yù)測的方法，考慮儲層孔隙壓力變化對儲層和蓋層地應(yīng)力的影響，確定壓力紊亂后安全鉆井液密度窗口，保證其井壁穩(wěn)定[11]。利用該方法對綏中36-1油田加密調(diào)整井地層壓力變化規(guī)律進(jìn)行分析(圖5)，預(yù)測結(jié)果與實測壓力基本吻合，有效指導(dǎo)了現(xiàn)場安全作業(yè)[12]。

圖4 防碰監(jiān)測及預(yù)警裝置Fig .4 Anti-collision monitoring and warning device

圖5 綏中36-1油田調(diào)整井X井壓力預(yù)測結(jié)果Fig .5 Pore pressure prediction results of adjustment Well X in SZ36-1 oilfield

1.3 鉆完井全過程儲層保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

目前，渤海油田已形成針對不同地質(zhì)、油藏特點的儲層保護(hù)技術(shù)和對應(yīng)的鉆完井液以及固井水泥漿體系，主要包括以下幾種:

1) 改進(jìn)型小陽離子鉆井液體系。該體系主要針對高孔滲復(fù)雜壓力體系油藏，可降低鉆井液密度，提高地層承壓封堵能力，防止漏失,提高紊亂小層間的地層承壓能力，防止井壁失穩(wěn)。

2) HIBDRIL井壁加固防塌鉆井液體系。該體系主要針對深部中低滲地層，是以“活度平衡-液相固相協(xié)同封堵”為理論核心的井壁加固技術(shù)為基礎(chǔ)建立的。利用“膜效率”與“活度平衡”關(guān)系，抵消由于高壓差作用下濾液向地層的濾失，同時在基液中添加固液兩相封堵材料，實現(xiàn)對納米級微裂縫的有效封堵，可將鉆井液體系承壓封堵能力提高至15～20 MPa。HIBDRILL鉆井液體系具有強(qiáng)封堵、強(qiáng)抑制、強(qiáng)承壓、強(qiáng)防塌性、防水鎖性能，促進(jìn)低滲儲層順利返排，油層保護(hù)效果良好。

3) 高溫?zé)o固相鉆井液體系。該體系主要針對潛山地層，具有無固相、防水鎖、易返排、儲層保護(hù)效果好的特點，抗高溫能力大于150 ℃，穩(wěn)定時間大于7d，可以高溫下自動破膠。

4) 封堵型PRD鉆井液體系。該鉆井液通過調(diào)整甲酸鉀的加放比例，使其濾液與沙河街地層“活度”相匹配；并通過電荷中和原理，甲酸鉀鉆井液離子濃度高，壓縮黏土膠體顆粒雙電層能力強(qiáng)，大幅度提高鉆井液本身的抑制性，抑制深部地層泥頁巖水化膨脹，達(dá)到防止泥頁巖坍塌的目的，解決了低固相條件下弱凝膠鉆井液泥巖夾層安全鉆進(jìn)技術(shù)難題。

5) 低密高強(qiáng)水泥漿體系。該體系具有“三低、一長”特征，即低ECD、低漏失風(fēng)險、低污染(油氣層保護(hù))、長裸眼段封固；密度為0.9～1.6 g/cm3，采用三級顆粒級配技術(shù)，提高單位體積水泥漿中的固相，形成更加致密的水泥石。

6) 防水鎖完井液體系。該體系針對中、低滲儲層的“水鎖”傷害，以石灰石代替重晶石加重，消除了因重晶石與其儲層孔喉大小匹配堵塞儲層孔喉的現(xiàn)象，同時通過隱形酸解堵改善溝通滲流通道。

7) “液體開關(guān)”型射孔液體系。采用無固相弱凝膠替入射孔段，利用凝膠快速成膠的特點來封堵射孔井段，降低完井液的漏失，在礫石充填防砂之前帶壓擠入破膠液段塞，采用快速破膠技術(shù)(30 min內(nèi)破膠)解除射孔段凝膠封堵液，再將破膠殘液循環(huán)返出，進(jìn)行礫石充填防砂及后續(xù)作業(yè)。

通過上述鉆完井全過程儲層保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)的綜合應(yīng)用，在渤海油田產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)井產(chǎn)量明顯增加(圖6)，儲層保護(hù)效果良好。

圖6 渤海油田SZ36-1C平臺單井產(chǎn)量對比Fig .6 Single well production contrast of SZ36-1C in Bohai oilfield

1.4 鉆井綜合提速技術(shù)

海上鉆井成本高，因此提出了快速鉆完井降低開發(fā)成本的策略。渤海油田通過縮短建井周期，提高鉆機(jī)效率并實現(xiàn)良好的儲層保護(hù)，形成了快速安全鉆井技術(shù)體系，機(jī)械鉆速提速顯著(圖7)。

圖7 渤海油田機(jī)械鉆速對比圖Fig .7 Comparison diagram of ROP in Bohai oilfield

渤海油田鉆井綜合提速技術(shù)主要包括以下幾種： 1) 海水/膨潤土漿深鉆技術(shù)。該技術(shù)可在非儲層段井壁失穩(wěn)周期內(nèi)利用膨潤土鉆進(jìn)至最大許可地層深度[13]，加深鉆井液體系轉(zhuǎn)換深度。渤海油田明化鎮(zhèn)組為泥砂巖互層，鉆井周期小于裸眼暴露失穩(wěn)周期，在φ311.15 mm井眼作業(yè)過程中，海水半開路鉆進(jìn)至800 m，轉(zhuǎn)化為膨潤土漿鉆進(jìn)，進(jìn)入館陶前(1 900 m)轉(zhuǎn)化為聚合物體系，平均鉆進(jìn)深度如圖8所示。該技術(shù)解決了明上段泥巖巖屑粘軟易起球的問題，同時釋放了機(jī)械鉆速，上部井段井徑適當(dāng)擴(kuò)大，利于起下鉆和下套管作業(yè)，大大提高了作業(yè)效率，平均機(jī)械鉆速達(dá)86 m/h。

圖8 渤海油田膨潤土漿鉆進(jìn)平均深度Fig .8 Average depth of bentonite slurry drilling in Bohai oilfield

2) 中深部地層強(qiáng)攻擊性鉆頭提速技術(shù)。通過對PDC鉆頭水力結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行優(yōu)化來提高鉆頭的機(jī)械速度和攻擊性，在滿足排屑的情況下減小了排屑的截面積，強(qiáng)化了流場帶屑和冷卻復(fù)合片的作用；同時選用綜合性能好的復(fù)合片，提高了PDC齒切削效率和鉆頭機(jī)械鉆速，保證了鉆頭的使用壽命。在鉆頭的釬焊工藝改進(jìn)方面，加強(qiáng)鉆頭的固齒能力，釬焊強(qiáng)度提升19%，剪切力從170 MPa提升到200 MPa以上。

3) 隨鉆擴(kuò)眼+隨鉆測井+旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向多功能組合提效技術(shù)。該技術(shù)綜合性提出了隨鉆擴(kuò)眼+隨鉆測井+旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向多功能組合提效模式，從而實現(xiàn)了隨鉆測井、隨鉆擴(kuò)眼以及井眼軌跡的精確制導(dǎo)，解決了下部井段的托壓嚴(yán)重、進(jìn)尺緩慢等問題，并有效提高了機(jī)械鉆速。

4) 水力振蕩器應(yīng)用技術(shù)。為解決托壓、粘附卡鉆、鉆具解卡問題，通過加放位置、鉆壓及排量優(yōu)化，閥座所承載的壓力變化較優(yōu)化前提高18%，并通過底部鉆具組合傳遞給鉆頭而形成周期性變化的鉆壓，進(jìn)一步提高了破巖效率。不同鉆井配套工具在渤中35-2油田應(yīng)用時的鉆速對比如圖9所示，馬達(dá)添加水力振蕩器后，其機(jī)械鉆速比常規(guī)馬達(dá)提高了29.4%，比旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向提高了80.9%，可見水力振蕩器具有較好的提高機(jī)械鉆速效果。

圖9 不同鉆井配套工具應(yīng)用于渤中35-2油田部分井鉆速對比Fig .9 Comparison diagram of ROP for drilling matching tods applied in some wells in BZ35-2 oilfield

1.5 特色防砂完井技術(shù)

目前渤海油田防砂技術(shù)已由單一方式發(fā)展到適合各種油藏條件和井型的多種多樣的防砂方式與工藝，形成了套管內(nèi)多層壓裂充填、簡易防砂、多分支井優(yōu)質(zhì)篩管防砂、水平井裸眼礫石充填、一次多層防砂等一系列具有渤海特色的防砂完井技術(shù)體系。其中，基于適度出砂的防砂設(shè)計新方法(圖10)，打破了對地層砂“防死”的傳統(tǒng)觀念，為稠油油藏的有效開發(fā)開辟新途徑[14]。

圖10 適度防砂理念示意圖Fig .10 Chart of moderate sand control management

適度防砂設(shè)計考慮了蒙脫石絕對含量，將黏土含量以及黏土礦物吸水膨脹性作為防砂方式優(yōu)選的重要因素，同時研究得出了防砂度與出砂量之間的定量關(guān)系，為適度出砂設(shè)計提供了理論依據(jù)。該技術(shù)在渤海油田綏中36-1、秦皇島32-6、南堡35-2、旅大5-2等稠油油田得到了廣泛應(yīng)用，有效提高了單井產(chǎn)能，降低了作業(yè)成本，達(dá)到了少井高產(chǎn)的目的。

1.6 安全高效管理模式

渤海油田引入項目管理的思想和方法，站在企業(yè)戰(zhàn)略的高度進(jìn)行項目規(guī)劃，優(yōu)化配置資源，實現(xiàn)資源利用率最大化[15]。根據(jù)渤海油田的現(xiàn)有項目情況、資源狀況及項目特點，按照地理區(qū)塊、地質(zhì)構(gòu)造組成特色鮮明的項目組群。工程技術(shù)專業(yè)圍繞組織機(jī)構(gòu)和項目目標(biāo)，從方案設(shè)計、作業(yè)施工、安全風(fēng)險等3個方面進(jìn)行項目的整體把控，堅持設(shè)計、施工、安全三位一體。通過老井資料分析，組織方案設(shè)計專家審查會，完善鉆完井實施方案，分解和優(yōu)化單井作業(yè)流程，保證現(xiàn)場作業(yè)的連續(xù)性；同時加強(qiáng)專題討論和現(xiàn)場作業(yè)總結(jié)，持續(xù)改進(jìn)，保持現(xiàn)場作業(yè)最科學(xué)和最優(yōu)狀態(tài)，最終達(dá)到對項目進(jìn)行高效評估、組織和管理。

2 面臨的主要挑戰(zhàn)

目前全球油氣勘探開發(fā)趨勢是從常規(guī)油氣藏向非常規(guī)油氣藏發(fā)展，從淺層向深層、超深層發(fā)展[16]。面對新的勘探開發(fā)形勢，鉆完井將會遇到技術(shù)不足、成本壓力大，鉆井周期長、安全環(huán)保嚴(yán)格化等嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。隨著渤海油田勘探開發(fā)的不斷深入，整裝油田、優(yōu)質(zhì)儲量的發(fā)現(xiàn)越來越少，老油田的綜合調(diào)整和挖潛成為增儲上產(chǎn)的主力。渤海油田緊密結(jié)合“十三五”科技發(fā)展規(guī)劃，圍繞鉆完井面臨的技術(shù)難點，以科技規(guī)劃為導(dǎo)向，開展技術(shù)攻關(guān)。渤海油田鉆完井技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)有以下幾個方面：

1) 持續(xù)低油價對石油工業(yè)的沖擊。海上油氣資源的勘探開發(fā)具有高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險的特點，海上工程建設(shè)、鉆完井成本高。持續(xù)低迷油價是渤海油田面臨的重大挑戰(zhàn)，為滿足技術(shù)、安全、環(huán)保等方面的要求，方案設(shè)計和鉆井作業(yè)更為復(fù)雜，工期相應(yīng)延長，鉆完井費用增加。因此，鉆完井專業(yè)如何有效降本提效，已成為亟需解決的命題。

2) 老油田低效井治理難度大。渤海在生產(chǎn)油田的關(guān)停、低產(chǎn)、低效井越來越多，新鉆調(diào)整井或治理低效井面臨著成本高、手段單一等難題。鉆完井、修井裝備創(chuàng)新程度低，資源配置不盡合理，制約著效率提升及成本控制，同時海上地質(zhì)、油藏條件復(fù)雜，儲層變化大、含油層數(shù)多、含油井段長，底層油水系統(tǒng)復(fù)雜，部分儲層物性好，但膠結(jié)疏松易出砂、斷層發(fā)育，安全鉆井面臨著技術(shù)挑戰(zhàn)。

3) 非常規(guī)稠油油藏高效開發(fā)難度大。渤海稠油儲量規(guī)模大，動用程度低，工程與鉆完井初期投資高，經(jīng)濟(jì)風(fēng)險大，開發(fā)難度主要包括熱采模式下井下工具、機(jī)采設(shè)備、注采一體化、多輪次吞吐井筒完整性及防砂有效性等，這些導(dǎo)致熱采熱量損失大、熱效率低。

4) 中深層油氣勘探開發(fā)制約因素多。深井、超深井是渤海油田未來增儲上產(chǎn)的主要手段，這對鉆完井技術(shù)提出了更高的要求。如大位移井、高溫高壓井、深井、高腐蝕性井鉆井周期長、成本高，鉆具腐蝕問題面臨挑戰(zhàn)；渤海油田部分區(qū)塊井壁穩(wěn)定問題突出，局部地層存在大段軟泥巖、砂泥巖互層，泥質(zhì)含量高、水化作用強(qiáng)，斷層交錯，井壁坍塌嚴(yán)重；深層硬脆性泥頁巖地層裂縫、微裂縫發(fā)育，普遍存在井漏且漏失量大，防漏、堵漏難度大。

5) 海洋環(huán)境保護(hù)要求不斷提高。渤海灣是海上油氣主要聚集區(qū)之一，屬于內(nèi)海，水體交換速度慢，污染后的治理難度大，生態(tài)恢復(fù)周期長，這對海上油氣鉆完井所涉及的廢棄鉆井液、鉆屑、完井液的排放提出更嚴(yán)格的規(guī)定和限制。因此，海上廢棄物處理技術(shù)已成為未來科技攻關(guān)的課題之一。

3 發(fā)展趨勢

“十三五”期間，渤海油田鉆完井面臨井型、井況及地層壓力和油水情況日益復(fù)雜的問題和挑戰(zhàn)，應(yīng)把握井下作業(yè)安全、環(huán)保、降本增效的基本要求，確定未來鉆完井技術(shù)發(fā)展趨勢。

1) 面對低油價的寒冬，堅持技術(shù)進(jìn)步實現(xiàn)降本增效，提升管理效率，積極推動鉆完井技術(shù)和工具的國產(chǎn)化，深化鉆完井方案設(shè)計的科學(xué)性，大力推進(jìn)一系列的新技術(shù)、新方法應(yīng)用到鉆完井設(shè)計方案中來，如1N鉆探模式、井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化等。

“十三五”期間，以減少鉆井平臺拖航次數(shù)為問題解決思路，融合成熟的套管開窗、裸眼側(cè)鉆，井眼軌道控制等鉆井技術(shù)理念，渤海油田探索并實踐海上探井一次就位多目標(biāo)(1N)鉆探作業(yè)模式。即鉆井平臺拖航1次，通過側(cè)鉆分支井完成N(N>1)個目標(biāo)鉆探作業(yè)模式，簡稱1N鉆探模式，建立1N模式技術(shù)與經(jīng)濟(jì)可行決策樹(圖11)，獲得1N模式側(cè)鉆分支井條件下油氣儲量申報及油氣田開發(fā)所需各項資料，更多解放鉆井船天,節(jié)省探井作業(yè)費用。目前1N鉆探模式已在旅大21-A含油氣構(gòu)造評價成功實踐，鉆井平臺一次就位，完成2口井的鉆探任務(wù)，作業(yè)效率提升50%，而鉆探風(fēng)險降低50%，節(jié)約船只35 d左右，僅拖航費就節(jié)省2000萬元以上。

圖11 渤海油田1N模式技術(shù)與經(jīng)濟(jì)可行決策樹Fig .11 1N pattern technology and economic feasibility decisiontree in Bohai oilfield

渤海油田“十三五”科技規(guī)劃已啟動井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化專項技術(shù)研究，在非常規(guī)井眼設(shè)計方面進(jìn)行了現(xiàn)場實踐，井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化見圖12。常規(guī)φ444.5 mm或φ406.4 mm井眼對應(yīng)下φ339.725 mm套管，φ311.15 mm井眼對應(yīng)下φ244.475 mm套管；優(yōu)化后為φ311.15 mm井眼對應(yīng)下φ273.05 mm套管，φ241.3 mm井眼對應(yīng)下φ193.675 mm套管。2016年渤海油田在23口探井應(yīng)用了井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，平均單井節(jié)省工期2d，鉆速提高35%，單井節(jié)約成本10%左右，共計節(jié)約費用約5 500萬元。

2) 大力發(fā)展油水井綜合治理技術(shù),主要從海上高效修井、井筒高效利用、油氣分層開采、注水井再完井工藝等方面進(jìn)行研究，如利用中短半徑側(cè)鉆、同層側(cè)鉆、徑向鉆孔等手段，盡可能挖潛剩余油，解決渤海油田低效井、關(guān)停井，提高油氣采收率。

目前渤海油田圍繞效益最大化的目標(biāo)，油水井綜合治理已取得階段性成果。采取同層側(cè)鉆治理方案，在SZ36-1M20H、M25H和CFD11-1A75H、A78H等4口低效井已取得良好的工程應(yīng)用，4口井較治理前日增油126.2 m3，經(jīng)濟(jì)效益良好(圖13)。

圖13 渤海油田部分油井治理前后產(chǎn)量對比Fig .13 Comparison diagram of some wells productivity before and after governance in Bohai oilfield

“十三五”期間，渤海油田擬通過低成本的中短半徑側(cè)鉆技術(shù)、半程固井礫石充填一體化、可取式分層防砂工具及井槽再利用技術(shù)的攻關(guān)研究，形成井筒高效利用關(guān)鍵技術(shù)體系，實現(xiàn)渤海油田廢棄井及低效井井筒的高效利用，達(dá)到油田開發(fā)提效降本及提高采收率的目的。

3) 積極開展稠油熱采、作業(yè)裝備、機(jī)采優(yōu)化等專項技術(shù)攻關(guān)。稠油熱采需實現(xiàn)注采管柱一體化、井下設(shè)備耐高溫、多輪次吞吐等要求，因此需要改進(jìn)作業(yè)設(shè)備，優(yōu)化裝備資源配置，研制集成化電潛泵變頻控制系統(tǒng)，提高電泵井平均壽命。

渤海油田地下原油黏度大于350 mPa·s的非常規(guī)稠油儲量豐富，稠油開發(fā)建產(chǎn)能已被國家及中國海洋石油總公司列為“十三五”重點工作?！笆濉逼陂g，南堡35-2、旅大27-2等稠油區(qū)塊前期熱采試驗中鉆完井技術(shù)出現(xiàn)了出砂、工具失效、注熱效果不理想等問題，在采取針對性改進(jìn)措施后，目前已有部分油井進(jìn)入了第3輪次注汽生產(chǎn)，但滿足5～8輪次甚至更多輪次蒸汽吞吐的長效防砂完井技術(shù)還面臨很多技術(shù)難題?！笆濉逼陂g，應(yīng)著重從井下防砂工具腐蝕破壞、受熱應(yīng)力變化，篩管強(qiáng)度及擋砂能力分析，礫石充填層完整性研究，吞吐過程對地層出砂加劇的影響，近井地層受熱溶蝕后的物性及粒徑變化，放噴及注采參數(shù)優(yōu)化，短期防砂失效后有效的快速復(fù)產(chǎn)措施等方面進(jìn)行研究，形成非常規(guī)稠油熱采技術(shù)體系，以實現(xiàn)稠油油田的經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)。

4) 加強(qiáng)高溫高壓井、深井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆采配套技術(shù)研究。針對深層油氣勘探開發(fā)常見的高溫高壓、防腐、井眼軌跡控制、非常規(guī)井眼等方面進(jìn)行研究，針對復(fù)雜條件下綜合調(diào)整鉆完井進(jìn)行密集叢式井軌跡精確控制、固井質(zhì)量監(jiān)測、水淹層錄井識別評價等方面研究，認(rèn)清油田地質(zhì)油藏特點、水淹規(guī)律、地層壓力分布，降低穩(wěn)油控水難度。此外，中深層硬脆性泥頁巖井壁穩(wěn)定問題仍是一個技術(shù)難題，應(yīng)加大科研力量投入，從鉆井液化學(xué)、巖石力學(xué)兩方面進(jìn)行技術(shù)理論創(chuàng)新。

隨著勘探開發(fā)逐漸走向深層，深井的作業(yè)效率與安全是“十三五”期間的重點攻關(guān)方向之一，應(yīng)開展深井異常壓力層位預(yù)測及識別測量技術(shù)、中深井鉆完井及安全控制技術(shù)、高溫高壓含腐蝕性流體井測試技術(shù)等方面的技術(shù)攻關(guān)，目標(biāo)油田以渤中區(qū)域、錦州區(qū)域為代表。

5) 海洋是地球生命支持系統(tǒng)的基本組成部分和人類生存與發(fā)展的重要條件，加強(qiáng)海洋環(huán)境保護(hù)，推動海洋石油的可持續(xù)發(fā)展。渤海屬于一級海域，石油勘探開發(fā)活動要嚴(yán)格遵守《中華人民共和國海洋環(huán)境保護(hù)法》和國家的有關(guān)法律法規(guī)，并積極推動鉆井液和鉆屑等處理技術(shù)發(fā)展，加強(qiáng)管理監(jiān)督，依靠科技做好海洋環(huán)境保護(hù)。

“十三五”期間，渤海油田將重點攻關(guān)鉆完井廢棄物回收與處理技術(shù)和鉆井平臺“零排放”適應(yīng)性改造技術(shù)，包括破膠工藝及固液分離技術(shù)，油、泥和水三相分離技術(shù)，過濾技術(shù)及液相深度處理技術(shù)，以及生活污物與工業(yè)污水的分類收集、處理、儲存、轉(zhuǎn)運系統(tǒng)等，形成一套海上鉆完井廢棄物減排與處理技術(shù)，最終實現(xiàn)海上鉆完井作業(yè)的減排，降低油田開發(fā)的投資成本。

4 結(jié)論

1) 渤海油田經(jīng)過一次優(yōu)快、二次優(yōu)快的發(fā)展，形成了獨具特色的優(yōu)快鉆完井技術(shù)，并通過不斷推動科技與現(xiàn)場實踐的相互結(jié)合，在多個區(qū)塊進(jìn)行了推廣應(yīng)用，鉆井速度得到了大幅度提升，從而實現(xiàn)了渤海油田鉆完井技術(shù)跨越式發(fā)展。

2) 渤海油田通過多年的科研攻關(guān)，形成了叢式井整體加密調(diào)整鉆完井技術(shù)、鉆完井全過程儲層保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)、鉆井提速技術(shù)、渤海特色防砂技術(shù)、安全高效管理模式等五大關(guān)鍵技術(shù)，滿足了渤海油氣勘探開發(fā)的需要。

3) 隨著勘探開發(fā)領(lǐng)域的擴(kuò)大，在低油價的背景下，渤海油田鉆完井技術(shù)面臨油氣開發(fā)成本大、風(fēng)險高，低效井治理和稠油油藏開發(fā)難度大等問題。因此，渤海油田要堅持依靠技術(shù)進(jìn)步降低鉆完井成本，大力發(fā)展油水井綜合治理技術(shù)，積極開展稠油熱采、作業(yè)裝備、機(jī)采優(yōu)化等專項技術(shù)攻關(guān)，加強(qiáng)高溫高壓井、深井、復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆探配套技術(shù)研究，提高海洋環(huán)保意識，積極推動渤海油田的可持續(xù)發(fā)展。

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(編輯：孫豐成)

Current status and developing trend of drilling and completion technologies in Bohai oilfield

FAN Baitao

(TianjinBranchofCNOOCLtd.,Tianjin300459,China)

The Bohai oilfield has been developed for 40 years, and some blocks have gradually entered the medium or late stage of development.There are some difficulties in high-efficiency development, such as the complicated geology and reservoir conditions, the high cost and risk in operations, the difficulty in rejuvenating the inefficient wells, barriers in extra-heavy oil development, and the increasingly severe marine environmental protection.These difficulties throw great challenges on drilling and completion operations.In this paper the key technologies in Bohai oilfield were summarized, such as the ROP-enhancing technology, the integrated drilling and completion technology for the infilling cluster wells, the technology of the whole process reservoir protection, and the special sand control technology.Also the main challenges in drilling and completion technology in Bohai oilfield were analyzed and the development trend thereof was discussed, Hopefully we will provide advanced level of drilling and completion technology, promoting efficient and sustainable development of Bohai oilfield.

Bohai oilfield; drilling and completion; technology status; developing trend

范白濤，男，高級工程師，中國海洋石油總公司鉆完井專家、中海石油(中國)有限公司天津分公司工程技術(shù)部經(jīng)理，現(xiàn)主要從事鉆完井方面的管理與技術(shù)工作。地址：天津市濱海新區(qū)海川路2121號C座(郵編：300459)。E-mail:fanbt@cnooc.com.cn。

1673-1506(2017)04-0109-09

10.11935/j.issn.1673-1506.2017.04.014

TE24；TE25

A

2017-02-09 改回日期：2017-04-24

*“十三五”國家科技重大專項“渤海油田高效開發(fā)示范工程(編號：2016ZX05058)” 部分研究成果。