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勘探事业部“攻坚克难谋发展”系列报道之一

用“亮剑”精神打好夺油保卫战

——吉41_H井喜获高产油流,准东探区页岩油勘探再获新突破
作者:张晶 蒋勇   时间:2019-12-13   来源:永利日报

图片由勘探事业部准东项目经理部提供 吉41_H井钻桥塞现场。

项目部成员一同观察出筒岩心。

编者按:

勘探无“禁区”。对勘探人来说,就是要坚定目标,勇于探索,用“亮剑”精神去征服一个又一个“禁区”。

2019年,新疆油田在高探1、车探1、滴南15、前哨2、吉41_H等井取得了丰硕油气勘探成果,为保障国家能源安全做出了突出贡献。

从今日起,本报将隆重推出勘探事业部 “攻坚克难谋发展”系列报道,深度呈现勘探事业部这支团结拼搏、吃苦耐劳的队伍,在一个个重要油气勘探突破背后所走过的爱岗敬业、执著坚守之路。

当你遇到无法克服的困难时,也要勇敢地去面对,失败并不可怕,可怕的是你连面对的勇气都没有。

这是小说《亮剑》的精神实质,也是新疆油田勘探人的心路历程。

亮剑精神,从中国人民解放军诞生伊始就成为我军的军魂,无论是战场上“狭路相逢勇者胜”的李云龙,还是和平年代喊着“一声霹雳一把剑”的许三多,亮剑精神已经被注入了他们的血脉之中。正是凭借这种亮剑精神,解放军战士用自己天不怕、地不怕的气势,取得了一个又一个胜利。

同样,对于勘探人来说,亮剑的光芒无处不见。在一个个未知的油田勘探领域,他们坚定目标,勇于探索,努力征服,正是靠着“亮剑”精神,取得了一个又一个发现。

位于准东地区的吉41_H井的突破就是新疆油田公司勘探事业部准东项目经理部亮剑精神的完美写照。

未知世界 敢于“亮剑”

11月8日,准东吉木萨尔页岩油勘探传来捷报:预探水平井吉41_H井在芦草沟组“下甜点”Ⅱ、Ⅲ类区试油喜获高产工业油流,用4.5毫米油嘴自喷试产,日产油76立方米,套压14.2兆帕,含油率42%,目前产量仍在持续上升。

“成了!”勘探事业部准东项目经理部里,每个人的脸上都洋溢着坚定而幸福的微笑。

准东项目经理部承担着准东探区探井的组织生产管理工作。

准东探区范围广,西起白家海凸起,东至古城凹陷,包括白家海凸起、阜康凹陷、北三台凸起、阜康断裂带、吉木萨尔凹陷等多个勘探区块。区块内地质条件复杂,工程难度大,特别是山前构造区域断层复杂、局部高压,这些为勘探的顺利实施带来了诸多风险。

吉41_H井位于吉木萨尔凹陷北部二叠系芦草沟页岩油勘探区,是新疆油田公司为扩大吉木萨尔页岩油控制储量、规模,探索该区Ⅱ、Ⅲ类储层水平井的压裂改造工艺及经济可行性评价而部署的一口勘探水平井。

“在勘探领域,Ⅰ类区属于蜜点区,就是已知地下有一盆油,你只需想着如何把它拿出来。而吉41_H井就属于Ⅱ、Ⅲ类区,找油就相当于在骨头里挑肉。勘探人的职责就是寻找新领域,开拓疆土。在所在勘探地盘的边探区发现了吉41_H井这样一口高产井,我们就像一颗钉子牢牢地钉在这里,在找油的下限树了一面旗帜,保住了自己的地盘。”准东项目经理部项目经理金力新说,“我们没有把《亮剑》当作一本小说看,而是当作行动指南。面对复杂的勘探对象,我们一直传承着‘遇到挫折不要放弃’的理念。都说‘上天容易,入地无门’,纵观全世界,科研人员可以上天进行太空探索,而对于入地来说,地壳还没有打穿。我国现在打得最深的一口井也就是塔里木盆地的8000多米的钻井。我们勘探人对于看不见摸不着的未知世界,就要敢于‘亮剑’,想办法去解读它、攻破它。”

众志成城联合攻关

正如金力新所说,吉41_H井的发现并不是一帆风顺的。

页岩油赋存于生油岩中,储层属于“低孔特低渗”,被称为“磨刀石”中的磨刀石。由于原先科研人员普遍认为它不具备开采价值,所以页岩油储层一直未成为新疆油田公司勘探的主要目标。

2011年,永利油田有两口页岩油井产出工业油流,页岩油的勘探才由此拉开序幕。2012年,页岩油被新疆油田公司列为重点勘探目标。

2017年起,新疆油田公司就在吉木萨尔凹陷北部二叠系芦草沟页岩油勘探区部署了吉39、吉40、吉42、吉43、吉45等一批预探井。作为Ⅱ、Ⅲ类区域,这些井的勘探效果都不是很理想。

这时候,摆在准东项目经理部项目组成员面前的问题就是做医生的工作,进行会诊。越不好做,越要做好。项目组成员依旧秉持着“亮剑”精神。勘探效果不理想是因为工艺问题还是地质问题?这就等于说,是药的问题还是病人的问题?如果是药的问题,那项目组成员就把有副作用的药去掉,调整钻井工艺;如果是病人的问题,病人是不治之症,也就是说根本没有地质存在,那项目组成员也就死心了。

最终,大家通过探讨一致确认:虽难,但可行。

要摸着石头过河。大家决定在区块最偏远、最复杂的地方,针对找油的下限,打一口井,探探究竟。这时,吉41井就进入了大家的视线。

科研单位对吉41井前期井筒等资料进行分析后发现,该井靶层为二叠系芦草沟组一段下“甜点体”②号砂层组。该砂层组单层厚度薄、变化快,且局部发育小断裂,水平井轨迹控制难度极大。针对复杂情况,勘探事业部按照“工程地质一体化”思路积极开展攻关。

井位条件下达伊始,准东项目经理部就立即组织相关技术人员开展井位踏勘工作。

吉41_H井位于红旗农场,处于林地中,路况条件差,井位中心地带车辆无法到达,五十多岁的探临监督牛罡就顶着烈日,徒步数公里,堪定井位。同时,牛罡还肩负着协调地方关系的职责,跑政府部门办手续、做村民和牧民的思想工作……不到两个月时间,钻前手续就办理就绪。

吉41_H井压裂现场,技术人员进行现场检查。

工作人员在观察油样。

在试油现场,员工们利用工作间隙就餐。

员工在严寒中坚守岗位。

2018年9月4日,直径381毫米的三牙轮钻头在吉41_H井启动了钻探。

在钻探中,项目组不断优化钻井参数。技术参数对钻井的作用,就如同一辆车在什么路段应该挂什么档才能保持最佳状态一样。良好的状态,无疑是速度和效率的统一。钻井参数的优化,为钻速的提升和钻井的质量提供了充分的保障。

同时,项目组针对页岩油区块提速瓶颈问题进行强攻关,采取优选PDC钻头、优化钻具结构、优化易缩径井段短拉方案、严控钻井液性能、强化技术监管、提高复杂预防处置能力等措施,保障了井下安全,达到了安全优质高效的目的。

2019年2月28日,在历时120天的冬停井后,吉41_H井自井深3764米处开始造斜,23天后,开始侧钻。

在钻探的同时,准东项目经理部提前谋划,多次组织勘探开发研究院项目组、西部钻探永利录井公司、中油测井公司讨论该井的地质导向实施方案,通过导眼井及邻井资料对比分析,最终形成了一套可行的地质导向实施方案。

遭遇断层成功围剿

在水平井钻井,就相当于穿针引线。

一千多米的水平段,最薄的靶层仅厚2米且分布不稳定,针眼穿的准不准,就关系着今后的产量高不高。

准东项目经理部将这个“穿针引线”的工作交给了地质副经理郑以华。

为了确保“穿针引线”万无一失,实施过程中,郑以华联合勘探开发研究院、工程技术研究院项目组成员全程驻井,与西部钻探永利录井公司、定向井公司组成联合导向组,发挥多维一体优势集中攻关,运用常规测井、随钻测井、地化录井(XRD)等措施,结合正演模型,与导眼井精细对比分析,多手段跟踪和调控轨迹。

在野外基地,项目组成员每天吃住在一起,说是风餐露宿一点不为过。每天,值班车拉着保温桶把饭送到现场,大家凑合着扒两口温热的饭就继续投入到忙碌的工作中。

正当大家满怀欣喜地推进钻探时,现实却浇来了一盆冷水。

“打出靶眼了。”在春寒料峭的4月,一天夜里12时,技术人员传出的消息让在场的所有科研人员心头不由一紧。

在钻水平井过程中,遇到断层,也就是遇到突变,如果钻头穿出去,回不到轨迹上,这口井就等于报废掉了。而此时吉41_H井水平段已经打到700多米,不能眼看着这么多人的心血付诸东流。

不能怕,要冷静,遇到困难要勇敢去面对。“亮剑精神”已融入郑以华的血液。他迅速召集相关科研人员,结合地震资料重新分析,从哪里出去就要从哪里把轨迹调回来。

在请示上级领导后,郑以华得到指示:谁在现场谁负责。

这句话像是给郑以华吃了定心丸,又像是把他推到了风口浪尖。作为现场的负责人之一,他需要做的就是保持冷静的头脑,提升独立作战能力。

郑以华知道,时间就是金钱。一部50D钻机,不管你工作不工作,每天的租赁费就是5—7万元。

面对时间紧、任务重的难题,科研人员通力合作,以丰富的经验为后盾,借助多项录、测井参数变化情况,精细调控轨迹。在经过难熬的不眠之夜后,第二天中午时分,导眼在走失了100米后又回到了靶点。

此时的郑以华长长地舒了一口气,脸上露出胜利的笑容。

在与吉41_H井相伴的日子里,准东项目经理部的工程监督实时关注工程参数变化,技术指导处理问题,确保钻进平稳进行;地质监督时刻关注油气显示变化,及时下达取心指令确保取准第一手资料,为后期解释评价提供依据。

通过多专业联合“作战”,各时间节点紧密衔接,5月2日,勘探事业部吉木萨尔凹陷页岩油“下甜点”水平井吉41_H井顺利完井,水平段油层钻遇率高达95.5%。

“这口井的井眼轨迹真厉害,钻遇率如此高,相当考验功夫,这是项目组的智慧结晶。”在准东项目经理部工作了三十多年的勘探前辈关强竖起了大拇指。

皑皑白雪中的吉41_H井作业现场。

项目部成员在现场进行地质分析讨论。

??靠前指挥终获高产

7月9日凌晨3时32分,随着最后一台压裂车的轰鸣声逐渐停息,吉41_H井最后一级压裂施工顺利完成。

该井自6月25日开始压裂以来,历时14天,共计压裂28级/74簇,总入井液量48192.9立方米(一个游泳池的容量为两千立方米),总入井砂量2655.6立方米。

向页岩油层要工业油流,一般都需进行压裂改造。

常规的压裂作业是通过液体为媒介,将地面上压裂泵车产生的压力传递到地层中去,高强度的钢制套管和钢制井口密封设备,让这些压力只有一条路释放——把相对脆弱的地层憋开。

但对于低孔低渗甚至厚度也大的致密油藏,这种压裂方式就不可控了。

比如,如果一个处级单位只有5个人,处长完全可以采取直接对应每一个员工的方式进行管理,难度不会很大。但如果这个处级单位是5000人的规模呢?那就必须要细分多个管理环节和管理领域。

同样的道理:地下油气层段数量少,单级一次性压裂就可以了。但油气层段数量如果多了的话,“眉毛胡子一把抓”就会乱套:很有可能出现“该压开的层位压不开,不该压开的层位压开了”的尴尬状态。

有一个家喻户晓的寓言故事——

父亲教导孩子们要团结的时候,拿出了一根筷子让孩子折断,孩子很轻易地做到了;但父亲让孩子折断一把筷子时,孩子做不到了。

把这个故事反过来思考就是:对于致密油层,单级压裂形成的裂缝少、短、单薄,如果分开来压呢?那裂缝就会多、长、丰富。

相对于单级压裂,分级压裂对设备水平、技术水平和协同作战水平要求更高。而且,分级越多,这些要求就越高。

在吉41_H井完井后,勘探事业部就提前谋划,组织相关工程地质人员对吉41_H井长度为1013米的水平段油气地质特征进行认真分析,细分改造层,针对不同类型的储层地质及工程特点,结合各方资料制定了“射孔桥塞压裂一体化”的施工方案。勘探事业部优选74簇射孔井段分28级进行套管桥塞压裂,在确保储层及井控安全的同时,节省工序,缩短作业时间。

压裂前,勘探事业部准东项目经理部积极组织施工交底,确保车组、人员、设备、供水、电力、道路等满足24小时连续施工作业条件,全力保障施工质量。在作业期间,准东项目经理部靠前指挥,全程现场把关,稳抓施工作业过程中的安全、环保、质量;试油监督对现场试油过程中的每一个环节进行把关,确保该井的试油流程科学有效;项目部依据压力和产量变化等现场生产动态,及时调整生产制度。

针对压裂施工过程中致密层段难压开以及因地层闭合应力高、套管尺寸小、摩阻大导致施工泵压持续高于80兆帕的问题,勘探事业部、工程技术研究院相关技术人员采用调整泵注程序、增加致密层段射孔厚度、增加挤酸工艺、稳定压裂液体性能等措施,有效降低了施工的泵压,提高了施工的排量,从而保证了压裂质量、提高了压裂效率。与此同时,项目部还积极创新管理模式,由西钻井下进行大包压裂施工,工程院严把液体关,施工过程中根据实际情况随时调整措施。

14天的压裂期,每天24小时连轴转,作为试油监督,李雪彬、杨泽维、秦莹民三人两班倒,确保每12小时都有两人在岗。

都说家家有本难念的经。李雪彬的孩子正处于高考冲刺阶段,杨泽维年龄大、血压高,秦莹民两个孩子年龄尚小,但在工作面前,他们从不提及自己的困难,一心只想把技术人员精心制定的措施通过施工贯彻下去,把好质量关。

压裂施工正值持续高温时期,项目部成员及相关单位紧密配合、夜以继日连续施工,克服了高温、泵压高等困难,圆满地完成了吉41_H井的压裂施工。

压裂后关井期间,项目部成员针对前期吉木萨尔页岩油水平井焖井的情况进行分析对比,并经过讨论分析最终确定焖井40天左右以达到更好的焖井效果。最终,吉41_H井于8月20日开井进行排液。

开井前,准东项目经理部精心组织试油排采工作,由于入井液量大、井口压力高,考虑到每日返排液量大,项目部提前与试油公司及采油厂沟通联系排液相关事宜。

开井后,项目部成员密切跟踪压力、产量的变化,对吉41_H井开井后压力下降较快进行分析,并运用最新的油水实时监测系统,多种手段实时监测含油变化,合理调整油嘴制度,终获高产工业油流,吉41_H井成为目前吉木萨尔页岩油下甜点水平井中产量最高的井。这为后期吉木萨尔页岩油下甜点的开发及探明储量补取了各类资料,并为探索吉木萨尔页岩油下甜点非蜜点区的经济开发模式奠定了基础。

油气勘探无“禁区”。新疆油田公司勘探事业部准东项目经理部在勘探生产中始终保持着一颗乐观向上的心,心往一处想,劲往一处使,用“亮剑”精神去征服一个又一个“禁区”,打好“我为祖国献石油”主动仗,为保障国家能源安全做出新的贡献。

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