曾 光 文乾彬 肖新宇 代 鋒 李文哲 李 倩

1.中國石油西南油氣田公司開發(fā)事業(yè)部 2.洲際海峽能源科技有限公司 3.四川長寧天然氣開發(fā)有限責任公司 4.中國石油西南油田公司工程技術(shù)研究院

0 引言

川南地區(qū)作為四川盆地頁巖氣勘探開發(fā)的主要區(qū)域之一，2020年頁巖氣產(chǎn)量超過了我國總產(chǎn)量的50%[1]。但由于該地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，受多期構(gòu)造運動影響，斷層與裂縫發(fā)育，縱向海相、陸相地層交錯，橫向地層壓力分布差異大，地表碳酸鹽巖裸露和喀斯特地貌，導(dǎo)致井漏、卡鉆、埋旋導(dǎo)等井下復(fù)雜事故頻發(fā)，通過傳統(tǒng)單項技術(shù)、工具等攻關(guān)，取得了一定成效，但頁巖氣規(guī)模效益開發(fā)仍面臨嚴峻挑戰(zhàn)[2-3]。長寧頁巖氣示范區(qū)2018—2020年埋旋導(dǎo)工具15串，平均井下復(fù)雜時率為14.5%，平均鉆井周期92.56 d，標準井（井深 4 800 m，水平段長 1 800 m）鉆井成本為2 700萬元左右，按照效益開發(fā)要求，需降低至2 300萬元以下[4]，對技術(shù)和管理模式提出了新需求，迫切需要探索新的思路和方法。

美國是首先實現(xiàn)頁巖氣高效開發(fā)的國家，由此引發(fā)了全球頁巖革命，改變了世界能源格局。其重要經(jīng)驗之一是，在市場競爭機制驅(qū)動下，通過裝備工具性能提升、大平臺工程作業(yè)以及大數(shù)據(jù)、智能化和遠程控制等手段，充分發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)化鉆井的優(yōu)勢，大幅縮短了建井周期，降低了鉆井成本[2,5-7]。一般垂深為 2 000 ～ 3 000 m，水平段長為 2 000 ～ 3 000 m的水平井鉆井周期15～25 d，將桶油成本控制在遠低于國際油價水平[7]。近年來，國內(nèi)很多學(xué)者提出了系統(tǒng)優(yōu)化提速的概念，但應(yīng)用于工程實踐的較少。趙俊平等[8]基于平行工程理念構(gòu)建鉆井作業(yè)系統(tǒng)三維互動推拉體系框架模型。劉剛等[9]通過系統(tǒng)協(xié)調(diào)、系統(tǒng)評價，提出建立生產(chǎn)數(shù)據(jù)創(chuàng)新系統(tǒng)及鉆井數(shù)據(jù)分析決策中心。張福祥等[7]系統(tǒng)總結(jié)了北美頁巖油氣高效鉆井的經(jīng)驗，闡述了鉆井優(yōu)化系統(tǒng)理念，并開展了現(xiàn)場實踐，取得了較好成效。而在我國陸上普遍采用鉆井“總包”模式，管理與技術(shù)優(yōu)化不能有機統(tǒng)一，嚴重制約了系統(tǒng)優(yōu)化鉆井提速效果。

1 系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計

1.1 系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計思路與方法

以經(jīng)濟高效實現(xiàn)地質(zhì)目標為導(dǎo)向，將鉆井施工全過程作為一個系統(tǒng)來考慮，通過對人員、設(shè)備與工具、地質(zhì)、工程及管理等多因素進行系統(tǒng)評估，找出制約鉆井提速瓶頸因素，按“地質(zhì)工程一體化、技術(shù)經(jīng)濟一體化、設(shè)計施工一體化”的思路開展鉆井施工方案系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計。

系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計流程如圖1所示，具體步驟為：①地質(zhì)條件評估。依據(jù)地質(zhì)研究成果，了解區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征，找出制約鉆井提速地質(zhì)因素，并識別地質(zhì)不確定因素帶來的井下作業(yè)風險。②工程技術(shù)評估。收集鄰井鉆井、壓裂、生產(chǎn)等數(shù)據(jù)，通過井下復(fù)雜、鉆井時效、鉆頭、鉆具組合、鉆井液密度等大數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，評估工程技術(shù)的適應(yīng)性以及面臨的挑戰(zhàn)。③人員、設(shè)備及工具評估。通過現(xiàn)場考察和訪談，對現(xiàn)場施工人員操作水平、鉆機以及配套工具進行評估，判斷是否滿足快速高效鉆井需求。④施工管理評估，通過區(qū)塊已鉆井非生產(chǎn)時效分析，判斷當前管理方式是否影響鉆井提速。⑤依據(jù)綜合評估結(jié)果，找出制約鉆井提速的關(guān)鍵因素，分別從人員、設(shè)備與工具、管理流程以及配套工程技術(shù)進行系統(tǒng)優(yōu)化。首先進行工程技術(shù)優(yōu)化，利用地質(zhì)工程一體化手段，通過巖溶分析、裂縫預(yù)測以及地質(zhì)力學(xué)建模等方法，識別井下作業(yè)風險，為優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)，確定合理鉆井液密度提供依據(jù)。針對存在的風險和鉆井難題，選擇適應(yīng)的工程配套技術(shù)，從鉆頭、鉆具組合、鉆井參數(shù)、井眼軌跡、鉆井液體系、井眼清潔、下套管、施工流程、應(yīng)急預(yù)案等方面開展系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計。其次根據(jù)高效鉆井要求，選擇鉆機類型、鉆井液泵和循環(huán)系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、固控設(shè)備等。再次對現(xiàn)場管理和操作人員進行專業(yè)化培訓(xùn)，讓其了解系統(tǒng)優(yōu)化鉆井理念和方法，改變傳統(tǒng)水平井鉆井認知缺陷。最后優(yōu)化管理流程，厘清組織結(jié)構(gòu)與崗位職責，實現(xiàn)高效扁平化管理。⑥根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，規(guī)劃作業(yè)時效，預(yù)測鉆井周期。⑦經(jīng)濟評價。對優(yōu)化結(jié)果進行經(jīng)濟評價，若評價結(jié)果達到預(yù)期目標，則組織現(xiàn)場實施，否則，需要繼續(xù)重復(fù)步驟⑤重新優(yōu)化。

圖1 系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計流程圖

1.2 地質(zhì)條件評估

長寧背斜向從西北穿過珙縣至高縣地區(qū)，向東南至敘永地區(qū)。背斜東南部較寬，西北部較窄。背斜軸跡呈北西—南東走向，西北端向西南發(fā)生彎曲。背斜核部出露寒武系，外圍依次出露奧陶系、志留系、二疊系、三疊系和侏羅系等。長寧背斜核部地區(qū)發(fā)育一系列逆沖斷層，斷層常切穿寒武系，背斜內(nèi)次級褶皺較為發(fā)育[10]。淺表層普遍存在地下暗河、溶洞，中深層斷層、裂縫發(fā)育，導(dǎo)致該區(qū)域在鉆井過程中環(huán)境污染、井漏等復(fù)雜事故頻發(fā)[11-12]。采用巖溶分析和裂縫預(yù)測來定量評估作業(yè)風險，為優(yōu)化工程技術(shù)措施提供依據(jù)。

巖溶分析主要采用高密度電法、瞬變電磁法及音頻大地電磁法的地球物理方法[13-15]，結(jié)合工程地質(zhì)調(diào)查、水文地質(zhì)調(diào)查結(jié)果，找出目標井位周邊出水點類型（碳酸鹽類裂隙溶洞水、碎屑巖類孔隙裂隙水）、排泄點水源方向、地下徑流主通道位置，查明鉆井平臺淺部地層與保護水源連通關(guān)系。

以XX72平臺為例，該平臺出露灰?guī)r地層，通過水文地質(zhì)踏勘，距離平臺中心500 m范圍內(nèi)有9處落水洞。高密度電法視電阻率（lgR）反演分析表明（圖2），鉆井平臺正下方80～120 m出現(xiàn)電阻異常，可能存在巖溶。

圖2 高密度電法視電阻率反演剖面圖

音頻大地電磁法視電阻率反演分析表明（圖3），平臺正下方190～240 m出現(xiàn)電阻異常，可能存在巖溶。表層鉆井過程中，需要優(yōu)化表層套管下入位置以及防漏鉆井工藝。

圖3 音頻大地電磁法視電阻率反演剖面圖

裂縫預(yù)測采用大、中、小尺度分級評價標準來描述裂縫發(fā)育級別（表1）。對于大中尺度裂縫是基于疊后地震屬性，采用不連續(xù)檢測技術(shù)、曲率分析技術(shù)等對構(gòu)造作用形成的裂縫進行描述。

表1 多尺度裂縫判斷標準表

對于小尺度裂縫是基于疊前地震方位數(shù)據(jù)，采用疊前各向異性屬性分析及各向異性地震反演技術(shù)，結(jié)合鉆井、測井數(shù)據(jù)進行各種成因的小尺度裂縫描述[16-17]。利用巖心裂縫分析及測井評價的裂縫有效性成果以及鉆井過程中的認識對預(yù)測結(jié)果進行校正。

以XX72-2井為例（圖4），裂縫預(yù)測結(jié)果顯示在井深 4 091 ～ 4 403 m 及 4 539 ～ 4 776 m 處地震同相軸可見明顯褶曲，依據(jù)多尺度裂縫判斷標準，該裂縫為中尺度裂縫。從平面上看，井眼軌跡與裂縫大角度斜交，井漏風險極大。當鉆至井深4 232～4 268 m時頻繁發(fā)生井漏，累計漏失鉆井液為465.4 m3，實鉆漏失井段與裂縫預(yù)測漏失井段基本一致。

圖4 XX72-2井裂縫預(yù)測圖

1.3 工程技術(shù)適應(yīng)性評估

收集整理分析鄰井數(shù)據(jù)，分別對鄰井鉆井技術(shù)指標、時效、井身結(jié)構(gòu)、井下復(fù)雜、鉆具組合、鉆井參數(shù)、鉆頭及提速工具、井眼軌跡等方面進行系統(tǒng)分析評價，找出制約提速的關(guān)鍵工程因素。

以XX69平臺為例，收集10口鄰井鉆井數(shù)據(jù)進行工程技術(shù)的適應(yīng)性評估，從評估結(jié)果來看（表2），鄰井平均鉆井周期為106.25 d，平均機械鉆速為6.43 m/h，其中?215.9 mm井眼水平段鉆井周期約占總周期50%以上，說明本區(qū)域綜合鉆井水平較低，重點提速攻關(guān)井段為?215.9 mm井眼。制約鉆井提速的主要因素表現(xiàn)為：①井下復(fù)雜時率高，占比達10.12%，主要以井漏為主；②井身結(jié)構(gòu)不合理，表層套管下入位置未有效封固巖溶地層；③造斜段鉆具組合與地層匹配性差，影響鉆井時效；④鉆井參數(shù)普遍偏低，影響鉆頭破巖效率；⑤韓家店組、石牛欄組巖石可鉆性差，鉆頭適應(yīng)差，機械鉆速低；⑥井眼軌跡設(shè)計未考慮難鉆地層特性，導(dǎo)致造斜段機械鉆速低。需要針對性地制訂解決方案以及適應(yīng)的配套技術(shù)措施。

表2 XX69鉆井平臺工程技術(shù)適應(yīng)性評估表

1.4 人員、設(shè)備及工具評估

現(xiàn)場施工人員能力評估通過文化程度、工作年限、職業(yè)履歷以及筆試考試進行加權(quán)量化打分，滿分為100分，＜60分為不合格，60～70分為合格，80～90分為良好，＞90分為優(yōu)秀（表3）。若評估不合格，則需要開展專業(yè)化培訓(xùn)，其培訓(xùn)內(nèi)容包括系統(tǒng)優(yōu)化鉆井方法、大位移/水平井井眼清潔理論、操作流程、井下復(fù)雜判斷與應(yīng)急處理、井控安全等。最后重新評估，若仍不合格，則需要替換人員。

表3 現(xiàn)場施工人員評估表

委托專業(yè)化公司在施工前對鉆井設(shè)備及工具進行現(xiàn)場評估，其內(nèi)容涵蓋鉆機載荷、動力系統(tǒng)、機泵設(shè)備、鉆桿、導(dǎo)向工具等，判斷相關(guān)設(shè)備是否滿足高效鉆井要求，并針對存在的問題提出整改意見，在開鉆前需再次評估，評估合格后方可開鉆。

1.5 施工管理評估

通過鄰井已鉆井時效統(tǒng)計分析，查找施工管理過程是否存在缺陷，是否影響鉆井速度。以XX69平臺為例，鄰井15口井已完鉆井時效分析表明，平均純鉆時率為21.73%，最低為17.06%，最高為25.93%，平均組織停工時率為7.73%，最低為1.49%，最高為16.34%。同時各開次完井周期差異大，最快與最慢差4～8 d。查閱井史和鉆井日志發(fā)現(xiàn)，鄰井在施工過程中，在工序銜接、后勤組織保障、施工方案策劃等方面存在不足，導(dǎo)致平均單井非生產(chǎn)時率普遍大于15%，施工管理效率總體比較低，需要進一步優(yōu)化。

1.6 系統(tǒng)優(yōu)化方案

依據(jù)評估結(jié)果開展施工方案系統(tǒng)優(yōu)化，步驟為：①收集鄰井測井、錄井、鉆井以及相關(guān)巖心實驗等數(shù)據(jù)，構(gòu)建地質(zhì)力學(xué)模型，計算地層三壓力剖面。其工作流程為原始數(shù)據(jù)審核與處理、地質(zhì)構(gòu)造分析、巖石力學(xué)參數(shù)計算、孔隙壓力預(yù)測、地應(yīng)力建模、巖石破壞準則優(yōu)選、計算地層坍塌壓力和地層破裂壓力[18-19]。②依據(jù)制約提速的關(guān)鍵因素，分別從井身結(jié)構(gòu)、井眼軌跡、鉆井液性能、防漏堵漏、個性化鉆頭、鉆井參數(shù)、鉆具組合、井眼清潔、下套管、施工作業(yè)程序以及風險識別與預(yù)案等方面進行系統(tǒng)優(yōu)化。③根據(jù)高效鉆井需要，提出相關(guān)鉆井設(shè)備與工具要求。④對現(xiàn)場施工人員開展系統(tǒng)優(yōu)化鉆井理論、大位移井/水平井精細化操作和井眼清潔等方面培訓(xùn)。⑤依據(jù)并行工程理念[8]，優(yōu)化現(xiàn)場施工管理流程，按時間節(jié)點，編制各施工作業(yè)流程圖，確保施工各環(huán)節(jié)緊密銜接，同時制訂突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案，最大限度減少因組織管理引起的非生產(chǎn)時間。

以XX69-1井為例，設(shè)計井深5 062 m，水平段長2 100 m。從上至下依次鉆遇地層為嘉陵江組、飛仙關(guān)組、長興組、龍?zhí)督M、梁山組、韓家店組、石牛欄組、龍馬溪組。地質(zhì)力學(xué)建模表明（表4），上部地層嘉陵江組—長興組地層坍塌壓力＜孔隙壓力＜破裂壓力，其中孔隙壓力當量密度為1.00～1.15 g/cm3。下部地層龍?zhí)督M—龍馬溪組地層孔隙壓力＜坍塌壓力＜破裂壓力，其中孔隙壓力當量密度為1.15～1.33 g/cm3。龍?zhí)督M坍塌壓力當量密度為1.20～1.60 g/cm3，石牛欄組坍塌壓力當量密度為1.35～1.55 g/cm3；龍馬溪組（水平段）坍塌壓力當量密度為1.73～1.84 g/cm3，破裂壓力當量密度為2.08～2.36 g/cm3。

表4 XX69平臺地質(zhì)力學(xué)建模結(jié)果數(shù)據(jù)表

評估結(jié)果表明，本井存在8個制約提速關(guān)鍵因素，需求進行針對性優(yōu)化，其優(yōu)化結(jié)果如表5所示。

表5 XX69-1井系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果表

選擇ZJ70電動鉆機，配置頂驅(qū)動力系統(tǒng)、52 MPa高壓鉆井液泵3臺，中高速離心機各1臺。按照作業(yè)工序規(guī)劃時間節(jié)點，預(yù)測純鉆時率為36%，平均機械鉆速為9.45 m/h，鉆井周期為64.02 d，測算鉆井成本為2 200萬元，達到了預(yù)期優(yōu)化目標，可以組織實施。依據(jù)優(yōu)化結(jié)果，編制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計及現(xiàn)場操作指南。開鉆前需對鉆井設(shè)備與井隊施工人員進行評估，合格后方可開鉆。

2 建立遠程實時優(yōu)化決策中心

2.1 遠程實時優(yōu)化決策中心功能

遠程實時優(yōu)化決策中心是通過鉆井數(shù)據(jù)遠程實時監(jiān)控、軟件優(yōu)化分析、專家團隊決策，充分利用“人智”和“機智”系統(tǒng)協(xié)調(diào)優(yōu)勢，實現(xiàn)從“經(jīng)驗打井”向“科學(xué)打井”轉(zhuǎn)變，快速縮短學(xué)習(xí)曲線，提高鉆井效率[20-21]。其功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1）將鉆井、錄井、測井等數(shù)據(jù)實時傳至中心辦公室，及時準確了解現(xiàn)場生產(chǎn)動態(tài)。

2）利用軟件優(yōu)化平臺實時計算分析鉆柱摩阻扭矩、水力學(xué)載荷、井筒清潔、螺桿效率、鉆井參數(shù)、工程風險等，預(yù)測可能出現(xiàn)的井下復(fù)雜事故。

3）針對出現(xiàn)的問題，及時制訂技術(shù)措施和處理方案。

4）將優(yōu)化措施或者相關(guān)處理方案及時傳達至現(xiàn)場，組織實施。

2.2 運行模式

遠程實時優(yōu)化決策中心工作人員由日費制監(jiān)督、優(yōu)化工程師以及專家團隊組成。其工作運行流程如圖5所示。

圖5 遠程實時優(yōu)化決策中心運行流程圖

現(xiàn)場通過儀器采集鉆井、錄井、測井等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過日費制監(jiān)督審核、校對之后，傳至數(shù)據(jù)處理中心，數(shù)據(jù)處理中心將不同類型和格式的數(shù)據(jù)進行標準化處理，之后傳至數(shù)據(jù)云存儲與軟件優(yōu)化平臺，室內(nèi)優(yōu)化工程師24 h遠程監(jiān)控和實時優(yōu)化計算分析，并將分析結(jié)果提交給專家團隊，專家團隊經(jīng)過研判及時提出處理意見，之后傳達給日費制監(jiān)督，并組織實施，最后向?qū)＜覉F隊反饋信息。通過這套運行模式，可實現(xiàn)“人機聯(lián)作”，提高技術(shù)管理決策的科學(xué)性和時效性。

以XX72-3井為例，該井設(shè)計井深4 947 m，水平段長3 100 m，施工過程中將鉆壓、轉(zhuǎn)速、排量、大鉤懸重、泵壓、全烴值等實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)云儲存與軟件優(yōu)化平臺，優(yōu)化工程師實時計算分析和監(jiān)控現(xiàn)場施工數(shù)據(jù)。該井使用旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具鉆至4 346 m 時，鉆壓由 80 kN 突然降低至 10 kN，泵壓由26 MPa降低至18 MPa，出口流量降低，實時分析鉆柱摩阻系數(shù)由0.18增加至0.28。分析表明，本井鉆遇裂縫破碎帶，井漏卡鉆風險大，專家團隊立即決定停止鉆進，起鉆換螺桿導(dǎo)向工具鉆進，并帶多次開關(guān)旁通閥，鉆井液增加隨鉆封堵材料。在后續(xù)鉆進過程中多次發(fā)生井漏和阻卡，累計漏失鉆井液296 m3，因準確及時風險評估和決策，避免了卡旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具事故。完鉆后，采用35 L/s排量循環(huán)4個巖屑遲到時間，振動篩無掉塊和巖屑返出，實時分析短起下鉆柱摩阻系數(shù)小于0.18，此時建議采用不通井旋轉(zhuǎn)方式下套管作業(yè)，順利將套管下至預(yù)定深度，較鄰井節(jié)約鉆井時間14.03 d。

3 鉆井“日費制”管理

鉆井“日費制”承包模式是指油公司根據(jù)鉆機在井上的工作日數(shù)，按一定的日費率向承包商支付報酬。承包商負責提供鉆機、人員以及必要的物資，在合同約定的服務(wù)范圍內(nèi)，按油公司的作業(yè)指令和標準進行鉆井施工，油公司負責其他所有項目，包括鉆井設(shè)計、井場及道路準備、鉆井液、套管、固井、井口裝置、鉆頭等，并派遣現(xiàn)場監(jiān)督管理工程技術(shù)和監(jiān)控施工過程[22-23]。從表6可以看出，鉆井“日費制”承包方式能充分利用油公司資源優(yōu)勢，實現(xiàn)技術(shù)經(jīng)驗、物資保障和管理資源共享，減少管理層級，及時決策，有利于縮短學(xué)習(xí)曲線，降低成本。該模式已被國際油公司普遍采用。

表6 “日費制”與“總包”模式優(yōu)缺點對比表

目前長寧頁巖氣示范區(qū)采用“總包”模式，由于油公司未對工程項目進行實質(zhì)性把控，難以實現(xiàn)油公司主導(dǎo)工程技術(shù)的管理革新[3]。而鉆井“日費制”模式能較好滿足頁巖氣效益開發(fā)的客觀需要。

長期以來，我國陸上油田普遍實行鉆井“總包”模式，在目前形勢下實行鉆井“日費制”面臨諸多困難和挑戰(zhàn)。一是在長期“總包”模式下，油公司技術(shù)管理人員嚴重不足，難以應(yīng)對重大工程事故挑戰(zhàn)；二是國內(nèi)“日費制”鉆井監(jiān)督人員缺乏，不能滿足現(xiàn)場施工管理需要；三是鉆井市場相對封閉，不能充分利用市場化的定價與選商機制篩選出優(yōu)質(zhì)承包商；因此，盡管國外鉆井“日費制”模式已十分成熟，仍需要根據(jù)自身特點和目前現(xiàn)狀，從組織機構(gòu)、運行模式、經(jīng)營管理、激勵機制等方面進行系統(tǒng)改革，形成適應(yīng)本土化的鉆井“日費制”模式。

主要做法：①建立機構(gòu)組織與決策流程，采用項目經(jīng)理負責制，下設(shè)安全主管、經(jīng)營主管、物資采購主管，地質(zhì)主管、白班監(jiān)督。主管負責專項業(yè)務(wù)工作，白班監(jiān)督代表油公司主導(dǎo)工程技術(shù)、成本管理，并實時掌控進度、成本和QHSE。遠程實時優(yōu)化決策中心對白班（夜班）監(jiān)督進行技術(shù)支持，白班（夜班）監(jiān)督向遠程實時優(yōu)化決策中心反饋現(xiàn)場施工情況。地質(zhì)監(jiān)督、安全監(jiān)督、鉆井液監(jiān)督、夜班監(jiān)督、白班監(jiān)督組成“日費制監(jiān)督組”，由白班監(jiān)督總體負責，主要職責是按設(shè)計方案、規(guī)章制度，以及合同要求直接組織現(xiàn)場施工。鉆井承包商和專業(yè)承包商按合同要求配置施工人員、鉆井裝備、工具以及相關(guān)物資。②以遠程實時優(yōu)化決策中心為平臺，建立“早會制度”，由項目經(jīng)理主持，白班監(jiān)督、鉆井承包商負責人、優(yōu)化工程師和專家團隊，以及其他專項主管等相關(guān)人員參加，會議主要協(xié)調(diào)解決施工組織問題以及重大技術(shù)措施決策。③建立鉆井成本跟蹤與預(yù)警機制，繪制施工進度與成本曲線圖，實時了解鉆井成本動態(tài)，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正，確保鉆井成本控制在預(yù)期范圍內(nèi)。④建立考核激勵制度，以“進度、效益、QHSE”為考核目標，設(shè)置階段獎勵和最終獎勵，內(nèi)容涵蓋進尺、趟鉆數(shù)、組織效率、安全環(huán)保等，按區(qū)塊內(nèi)排名前30%的平均作業(yè)時效作為基數(shù)，對承包商和監(jiān)督實施獎勵。⑤聘用國外或者中國海上具有“日費制”監(jiān)督和管理經(jīng)驗人員，經(jīng)過面試和培訓(xùn)后聘為鉆井“日費制”管理團隊成員。⑥參考國際鉆井“日費制”通用做法，編制招標合同，通過市場化優(yōu)選承包商。

4 應(yīng)用效果

自2020年以來，采用“系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計+遠程實時優(yōu)化與決策+日費制管理”模式在長寧頁巖氣示范區(qū)累計完鉆開發(fā)井25口，取得了顯著成效。

通過優(yōu)化起下鉆、鉆井液體系轉(zhuǎn)換、開鉆前準備、通井等作業(yè)時效，平均單井輔助時間縮短10 d。利用巖溶分析、裂縫預(yù)測以及地質(zhì)力學(xué)建模結(jié)果，準確識別漏失風險點，通過優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)、分段承壓、優(yōu)化軌跡、實時ECD預(yù)測與管理、調(diào)整鉆井液密度、強化井眼清潔等技術(shù)措施，單井漏失量降低46.80%，損失時間降低55.12%，井下復(fù)雜時率由14.50%降低至9.27%，未發(fā)生埋旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具事件。

通過遠程實時優(yōu)化與及時決策、鉆井“日費制”管理，鉆機作業(yè)效率提高了67%。在平均井深增加161 m，平均水平段長增加504 m的情況下（表7），平均鉆井周期較“總包”模式縮短32.75%，平均機械鉆速提高119.85%，其中寧XX72-1井鉆井周期為18.83 d、水平段鉆井周期為3.46 d、平均機械鉆速為 31.49 m/h，一趟鉆進尺 3 700 m、日進尺最高達777 m，其鉆井速度接近北美平均水平。標準井（井深 4 800 m，水段長 1 800 m）鉆井成本降低至 2 250萬元，達到長寧頁巖氣示范區(qū)鉆井成本控制要求。

表7 新模式與“總包”模式完鉆開發(fā)井技術(shù)經(jīng)濟指標對比表

5 結(jié)論

1）鉆井提速是一個系統(tǒng)工程，涉及地質(zhì)、工程技術(shù)、人員、設(shè)備以及管理多種因素，需要以系統(tǒng)思維模式，分析影響鉆井周期的關(guān)鍵因子，通過持續(xù)優(yōu)化、持續(xù)改進，不斷提高鉆井效率，縮短鉆井周期。

2）隨著互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)發(fā)展，遠程實時優(yōu)化與決策實現(xiàn)了鉆井數(shù)字化、科學(xué)化和智能化，同時“人機聯(lián)作”又充分體現(xiàn)了科學(xué)模擬計算與實踐經(jīng)驗的有機融合，大幅降低了單井優(yōu)化成本，成為系統(tǒng)優(yōu)化提速的重要手段。

3）“系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計+遠程實時優(yōu)化與決策+日費制管理”模式實現(xiàn)了從源頭設(shè)計到過程跟蹤優(yōu)化，再到現(xiàn)場實施，形成項目管理閉環(huán)流程，將技術(shù)與管理有機統(tǒng)一，充分體現(xiàn)油公司主導(dǎo)工程技術(shù)，提升管理效率，達到鉆井提速目的。該模式對頁巖氣及其他非常規(guī)油氣規(guī)模效益開發(fā)具有較好借鑒價值。