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主题 : 攻克世界级难题 ——我海上高温高压钻完井技术体系跻身世界前列解析
羊君在线
党员领导干部除了素质高、为民服务意识强外,工作上还应该雷厉风
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楼主 发表于: 01-13  

攻克世界级难题 ——我海上高温高压钻完井技术体系跻身世界前列解析

来源:中国海洋石油报 IWpUbD|kC  
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1月8日上午,中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。中国海油等多家单位完成的“南海高温高压钻完井关键技术及工业化应用”获2017年度国家科学技术进步奖一等奖。这是中国海油时隔20年再次获得技术开发类的国家科技进步奖一等奖。 CGg6nCB  
这套跻身世界前列的高精尖技术,不仅在国内广泛应用,支撑发现了5个气田,还应用到美国、英国、印尼、缅甸等多个国家的高温高压油气区。 \S2'3SD d/  
这套技术经济价值极大,全面应用后仅直接经济效益就高达216亿元。 Ip 1QmP  
“整体水平国际先进,多项技术国际领先!”2016年成果鉴定会上,9位院士作出评价。 J<zg 'Jk^  
是“大炼炉”也是“聚宝盆”,世界级难度倒逼技术创新 }&naP   
地处欧亚、太平洋和印澳三大板块交汇处的南中国海,与美国墨西哥湾、英国北海并称全球三大海上高温高压海区。但相比其他两个区,南中国海的温度、压力更高。钻井资料显示,南中国海地层最高温249℃,压力系数2.38。 O 1X !  
“压力系数2.38,相当于1.25万吨的重物压在1平方米的面积上,”有限公司湛江分公司(下称湛江分公司)总工程师李中说,“而且南中国海台风频繁,地层高含CO2。可以说,南中国海高温高压区是一个名副其实的‘大炼炉’。” :3Jh f$  
但这里同时也是“聚宝盆”。国土资源部《全国油气资源动态评价》数据显示,南中国海高温高压区域蕴藏着近15万亿立方米的天然气,约占南中国海总资源量的1/3。 >) :d38M  
我国对南中国海高温高压的认识与勘探起步晚。上世纪80年代,由于缺乏相关技术、人才,不得已引进6家国际石油公司前来“探宝”。他们耗资49.5亿元钻了15口高温高压探井,结果全部失利,并退出勘探权益。南中国海高温高压区天然气勘探由此成为行业公认的世界级难题。 ]ogy`O>  
“在高温高压区域钻井,主要难在作业安全与成本两方面,”李中说,“高温高压对钻具、钻井液、固井水泥浆的性能以及作业方案、人员能力等都提出很大挑战,作业时极易诱发井壁失稳、漏失、井喷甚至船毁人亡等事故。钻井成本很高,动辄数亿元。” jKQP0 t-  
勘探权益回归后,中国海油总结外方经验和失利教训,继续深入探索,很快发现,南中国海高温高压钻井之难具体表现在以下四个方面: BzUx@,  
——高压成因复杂,钻前压力预测误差大,钻前的井身结构设计无法“量体裁衣”。再加上作业时地层压力窗口窄、控制难,极易造成溢流井漏甚至井喷,井眼报废率高达30%。 BZ T%+s;u9  
——受地层高含量CO2腐蚀影响,固井质量差,井筒泄漏风险及环空带压比例高,一不小心可能给钻井平台造成毁灭性的灾难。 nz&JG~Qfm  
——探井完钻,即使发现良好油气显示,也因海上平台空间狭小,又受台风、天然气水合物、冲蚀、震动等影响,测试作业风险高,成功率低。 Z,&ywMm/G  
——海况恶劣、地层复杂,高温高压钻井作业周期长、成本高。 )T+htD)  
要彻底解放南中国海高温高压区域的天然气,必须攻克这四大难题。 WL~`L!_. A  
“合纵连横”聚力,“看靶射箭”攻关,“四路挥师”终突破 VEZ/-s/  
攻克四大世界级难题,且是一项庞大的科研工程,单打独斗绝不可能完成。对此,中国海油加强顶层设计,由旗下的湛江分公司、研究总院、中海油服、海油发展等系统内单位纵向联合,同时横向携手国内石油院校、相关企业,共同攻关。 LMDa68 s  
具体研究中,以国家863研究项目、国家重大专项等项目为依托,湛江分公司充分统筹引领,各单位既密切协作又精细分工,针对四大难题“看靶射箭”深攻关。经过20多年的反复研究、实践、再研究、再实践,2010年前后,陆续形成四大创新成果: /][U$Q;Ke  
——创建了基于多源多机制压力精确预测的海上高温高压安全钻井技术,可以精准识别地层异常压力预测和有效控制。 0nuFWV  
——首创了海上高温高压高含CO2气井多级屏障井筒完整性技术,解决了环空带压难题。 X[[=YCi0  
——首创了海上多因素多节点高温高压测试技术,解决了平台狭小空间内安全测试难题。——创新形成了海上高温高压钻井综合提速和储层保护技术,可以有效提高钻井效率,大幅降低作业成本。 w {q YP  
这四大创新成果互相支撑,组合形成南海高温高压钻井完井技术体系。应用这套技术体系,高温高压井钻井成功率100%,测试成功率100%,平均单井钻井周期由以前的175天降至52天,成本降低50%。 0.5_,an3  
对标国际,这套技术体系中的许多技术优于国际同行。  h 2zCX  
例如,首个创新成果——基于多源多机制压力精确预测的海上高温高压安全钻井技术中,就有3项技术优于国际同行:我方压力预测精度达95%以上,国际同行平均只有70%;我方设计的井身结构为5层,国际同行为7~8层;我方的微压差连续循环定量控制系统,能实现0.01~0.02g/cm3压差控制,国际同行只能实现0.05~0.08g/cm3的控制压差。 ] ge-b\  
再比如,海上高温高压高含CO2气井多级屏障井筒完整性技术中,我方的固井水泥浆体系及配套固井添加剂,能使固井优良率达100%,而国外知名油服企业在南海高温高压区域提供服务,固井优良率低于60%;我方首创的海上6级屏障井筒完整性技术,环空带压为零,国际同行只有2级屏障,环空带压比例达50%~70%。 M>#{~zr  
测试技术方面,我方能实现8大因素、98个安全控制节点,外方测试流程只考虑6大因素,安全节点少。钻井综合提速和储层保护方面,我方基于岩石粘塑性变化特征的钻井提速工具和钻头,平均机械钻速每小时5.32米,同区块外方每小时只有2.03米;我方钻完井液体系储层保护效果好,单井费用200万元,外方效果相对欠缺,单井费用高达5000万元。 dd+).*  
得益于此,在南海相邻区域钻高温高压井,我方费用仅为外方的四分之一。 &Hqu`A/^  
如今,这套技术体系已获专利122件,专著5部、论文169篇、软件著作权34项。 x@ O:  
全面应用建功南海,反向输出"花香"国外 YGO@X(ej,  
掌握了技术利剑,中国海油对钻高温高压井有了自信,同时也取得了丰硕的勘探成果。 |+bG~~~%j  
应用这套技术体系,湛江分公司已安全钻探了54口高温高压井,支撑发现了5个高温高压气田:2010年、2012年,先后发现东方13-1与东方13-2两个大气田,近年又先后发现了陵水13-2、乐东10-1等气田。 {mQJ6 G'ny  
“相比以前,近年我们实施的探井井底温度、压力明显上了台阶。”李中说,“例如,今年10月完钻的乐东10-1-3井,温度接近200℃,储层压力13000psi。” N@$%0!  
近200℃的高温,达到了井下工具耐温极限的98%,储层压力超过13000psi,达到了工具耐压极限的87%,近9000psi的压差,也接近了工具的极限。但应用这套技术体系,乐东10-1-3井最终顺利完钻并成功测试,发现了乐东10-1气田。 ;a`X|N9  
近年实施的南海高温高压探井还面临深水、低渗等难题,例如2015年实施的陵水25-1-1井,水深近千米;同年实施的乐东10-1-1井,储层超低渗。正是应用这套技术体系,这两口井成功实施,并发现了我国首个深水高温高压气田陵水25-1。 IY&a!  
受益于这套技术,中国海油还高效开发投产了我国首个高温高压气田东方13-1,钻井工期较设计提前40%,节省费用1.3亿元。投产后产能超预期。 [8w2U%}]  
这套技术体系的适应性很强,不仅适用于高温高压井,在常规探井中也能有效应用,而且体系中的单项技术均实现推广应用,仅固井技术就已应用于600口井。 P.:T zk6  
不只是湛江分公司,其他参与技术攻关的单位从这套技术体系也获得了可观的“红利”:中海油服通过技术服务和产品销售,累计创效28.67亿元;海油发展通过设计技术和配套工具技术服务,累计创效7.84亿元;深圳一公司创新的技术和产品,已创效2.11亿元。 '3Ie0QO]"%  
这套技术体系还走出国门,在国外高温高压区块48口井中成功应用,其中美国墨西哥湾8口、英国北海7口、伊拉克米桑18口。“最初我们无技术、无人才,只能全盘引进外国石油公司的技术勘探南海,如今反向输出技术,我们很自豪。”湛江分公司技术研发人员李炎军说。(记者 张光明 通讯员 罗鸣) C(t/:?(y  
描述:制图 王富东
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沙发 发表于: 01-15  
明军老师,这个能联系到作者吗?
待到山花烂漫时,她在丛中笑~_~
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板凳 发表于: 01-15  
回 1楼(登高的温石) 的帖子
侯老师作者我不认识 也不知道怎么联系。
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谢谢,别忘了来看看都是谁回帖哦?
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