文 ‖王 寧 徐智華
用智慧和汗水,勝利石油工程公司圓滿完成了淺層套管鉆井技術(shù)先導(dǎo)試驗。
繼陳23-更27 井成功實施國內(nèi)首口全過程套管鉆井施工,同臺井陳23-斜更29 井梅開二度,先后創(chuàng)下國內(nèi)直井套管鉆井井深最深、定向套管鉆井井深最深、控壓套管鉆井井深最深等紀(jì)錄。
至此,由中國石化勝利石油工程公司主導(dǎo)的淺層套管鉆井技術(shù)先導(dǎo)試驗宣告圓滿完成。勝利石油工程公司鉆井工藝研究院(以下簡稱勝利鉆井院)全體參試人員如釋重負(fù),熱淚盈眶。
套管鉆井對勝利鉆井院來說不是新事物。
早在十幾年前,這項技術(shù)在國外剛剛興起時,他們就曾做過研究。但由于當(dāng)時我國鉆井技術(shù)整體水平欠缺,試驗效果并不理想。
2021 年,習(xí)近平總書記視察勝利油田時指出,要“把技術(shù)搞上去”“繼續(xù)保持領(lǐng)先水平”,“把能源的飯碗牢牢端在自己手里”。勝利石油工程公司黨委念茲在茲,無時或忘。
針對老油田斷塊復(fù)雜、非均質(zhì)性嚴(yán)重、注采井網(wǎng)不完善等問題,套管鉆井技術(shù)再次來到聚光燈下。
“套管鉆井技術(shù)不同于傳統(tǒng)起下鉆、通井、下套管的鉆桿鉆進模式,能夠?qū)崿F(xiàn)鉆進與下套管作業(yè)二合一,是常規(guī)鉆井的極簡版,能夠有效降低復(fù)雜事故的發(fā)生概率,大幅提升鉆井施工安全系數(shù),實現(xiàn)中淺層油氣藏的快速高效建井?!眲倮@井院院長楊海波介紹說。
毫無疑問,套管鉆井對于鉆井技術(shù)的革新意義重大??蒲泄リP(guān)的擔(dān)子落在了勝利石油工程公司高級專家吳仲華的肩上。
他又驚又喜,因為十幾年前,正是他初探套管鉆井技術(shù)。這一次,他決心完成當(dāng)年未完成的夢想。
“從設(shè)計、研制到達到試驗條件,公司只給了我們?nèi)齻€月的時間。”勝利鉆井院黨委書記張居峰說,“保障國家能源安全不能討價還價。我們能做的就是召即來、來則戰(zhàn)、戰(zhàn)必勝,用實際行動支撐技術(shù)先導(dǎo),服務(wù)高效開發(fā)?!?/p>
勝利鉆井院迅速成立了由吳仲華掛帥的課題組,調(diào)集包括測控所、鉆井所、設(shè)計所、工具所、完井所以及高端裝備中心在內(nèi)的6 個主干研究所的精干力量,充分討論方案,倒排研發(fā)計劃,開局即是沖刺。
“課題組每周召開一次推進會,會上從不批評任何單位。”測控所所長王樹江說,“因為大家都知道時間太緊張了,開會就是共同出謀劃策,一起解決問題?!?/p>
時間緊,任務(wù)重。對課題組來說,好消息來自測控所此前承擔(dān)的一項中國石化課題——調(diào)整開發(fā)井不停注技術(shù)。該技術(shù)要盡可能減少起鉆,甚至不起鉆。這與套管鉆井有異曲同工之處。他們已經(jīng)有了一定的技術(shù)積累。
“壞消息是其他幾個專業(yè)都是從零起步。”吳仲華說,“全過程套管鉆井要做到全過程不起鉆,就像火箭發(fā)射一樣開弓沒有回頭箭。一旦開鉆,要求每一個環(huán)節(jié)必須一次成功,任何一環(huán)失誤都是整個項目的失敗?!?/p>
第一個難題是如何實現(xiàn)二開一趟鉆。二開鉆頭不但要鉆穿一開鉆頭,還要打完后面的進尺。換言之,一開鉆頭要足夠堅硬,保證打到指定進尺。但又不能太硬,要保證被二開鉆頭順利鉆穿。
“這不是用自己的矛攻自己的盾嗎?”高端裝備中心副主任關(guān)舒?zhèn)阎鵁o比糾結(jié)的心情,與彭燁博士一遍遍地設(shè)計,又一次次推翻重來,最終研制了一款軟硬兼具、外實內(nèi)虛的可鉆式鉆頭和一款具備強攻擊性和耐沖擊的超級鉆頭。
鉆井所研發(fā)的隨鉆光纖陀螺儀器解決了套管磁力干擾問題,但二開完鉆后需進行儀器打撈。
為此,他們設(shè)計了一種具有易打撈和自解卡功能的上懸掛坐鍵式儀器。然而,這一新工藝給投入式止回坐鍵工具的研制帶來了新的挑戰(zhàn)。
投入式止回坐鍵工具既要作為防止水泥漿倒返的咽喉要道,又要兼?zhèn)潆S鉆陀螺儀器坐鍵和固井碰壓的功能。工具所趙傳偉博士和同事先后設(shè)計了不下十種方案。最終拿出圖紙的那一刻,距離工具交付只剩28 天,正常進料加工已經(jīng)來不及了。
幾經(jīng)打聽,趙傳偉得知某廠家有一批調(diào)質(zhì)好的鋼材。如果采用可大大縮短加工測試周期,但圖紙必須重新設(shè)計。時值五一假期,趙傳偉果斷駐廠,與加工人員對接,在保證質(zhì)量的前提下,重新設(shè)計圖紙、優(yōu)化加工工藝。室內(nèi)耐壓測試又經(jīng)3 次改進,最終滿足了設(shè)計要求。
同一時間,勝利鉆井院數(shù)控加工中心開足馬力加工能夠承受足夠扭矩的套管。由于扣型特殊,每件工具尺寸形狀都不一樣,兩臺數(shù)控機床一天只能加工三四道扣,而單井所需的配套工具多達百余件。整個5 月,車間燈火通明。
苦心人,天不負(fù)。所有配套工具5月底全面達到了現(xiàn)場試驗條件。
6 月19 日,陳23-更27 井正式開鉆。
所有人的心都懸了起來,幾個月的努力將會在這一口井上見分曉。
由于井場限制,只能給勝利鉆井院的技術(shù)人員提供2 間宿舍,但每個人都想在現(xiàn)場收集第一手資料。
沒辦法,2 間板房里滿滿當(dāng)當(dāng)塞了16 張床。各工序主要負(fù)責(zé)人留守,其他人白天上井,晚上回家。
測控所宋榮榮博士是兩個孩子的媽媽,擔(dān)任整個項目的聯(lián)絡(luò)人。沒有床位,她晚上10 點多才回家休息。她記錄了每道工序的施工資料,套管夾持器的使用情況、套管承受的扭矩、接單根的時間等等。
6 月25 日的晚上,注定是個不眠之夜。二開完鉆,后續(xù)還有更關(guān)鍵的儀器打撈環(huán)節(jié)。
晚上12 點開始打撈。當(dāng)上提力超過2 噸時,鉆井所所長董廣華和趙洪山博士的汗都下來了。因為儀器自重100多公斤,受力部分只有20 毫米粗,萬一拉斷就意味著前功盡棄。凌晨3 點,儀器提出井口。此時,兩人的工衣早已經(jīng)被汗浸濕了。
●供圖/勝利石油工程公司
接下來的完井作業(yè),驗證了可鉆浮箍、減扭扶正器的可靠性和遇水不分散水泥漿體系的有效性。完井所魏新芳和呂會強接力全過程套管鉆井最后一棒,不辱使命,為試驗畫上了圓滿的句號。
“可以說,這口井實現(xiàn)了我們所有的技術(shù)目標(biāo)。”吳仲華對結(jié)果非常滿意,也為這支團隊深感驕傲。
一周之后,課題組又在同一井臺上成功進行了一口定向井試驗,結(jié)果同樣順利,并且創(chuàng)造了新的紀(jì)錄,證明了這項國產(chǎn)新技術(shù)是過硬的。
創(chuàng)新沒有止境,前進沒有終點。接下來,他們的目標(biāo)是研制套管鉆井專用鉆機,實現(xiàn)批量化鉆井。到那時,鉆井將會像插秧一樣簡單、快捷。他們將通過科技創(chuàng)新,實現(xiàn)所有關(guān)于鉆井的想象,甚至超越想象。