水平井打出“長城”水平

○ 文／田文武

“水平井鉆完井多段壓裂增產關鍵技術及規模化工業應用”技術突破了水平井技術在中國石油復雜油氣藏應用的瓶頸，提升了工程技術服務能力，增添了競爭實力。

1月下旬，長城鉆探工程公司獲得了一項國家科技進步一等獎，獎勵項目有一個很專業的名字——“水平井鉆完井多段壓裂增產關鍵技術及規模化工業應用”。這是中國石油“九五”以來在石油工程技術領域獲得的最高獎項。

該技術突破了水平井技術在中國石油復雜油氣藏應用的瓶頸，總體達到國際先進水平。不僅如此，長城鉆探在參與研發實驗這一項目過程中，提升了工程技術服務能力，增添了競爭實力和自信，更為轉變發展方式邁出了堅實的腳步。

“養在深閨”少人識

在保障油氣過程中，中國石油工程技術服務企業經歷了一番角色和定位的轉變。原來，工程技術服務企業多以保障中國石油國內油氣生產為主。隨著國內逐年增加的低品質、難動用儲量效益開發，勘探開發對工程技術服務的依賴越來越大，開發條件越來越復雜，井越來越深。這些新挑戰和新目標對工程技術服務的保障能力和市場競爭力提出了更高的要求。在快速發展過程中，國際一流技術服務公司都依靠自己的核心技術獲得了市場份額，同時也滿足了油公司一些新的要求。

在與國際公司同臺競技中，國際市場份額占到半壁江山的長城鉆探對于技術突破的渴望愈來愈強烈。以水平井技術為例，2004年開始，遼河孕育多年的水平井技術終于發芽、開花、結果，并迅速在國內市場嶄露頭角，獨領風騷。然而，這項成熟技術卻一直“養在深閨”，無法到國際市場一展身手。長城鉆探公司在蘇丹市場打拼多年，也未能突破這一領域。究其原因，作為高端市場——蘇丹水平井市場相當成熟，招投標時對儀器裝、技術合成和施工經驗有一套嚴格的標準。能否邁過這道“門檻”，成為長城鉆探進入蘇丹水平井市場的關鍵。

而此時的國際市場，被斯倫貝謝等國際知名公司壟斷。他們不僅擁有自主研發的“專業”設備，而且擁有雄厚的研發隊伍。為保持這一壟斷優勢，這些公司對儀器設備實行嚴密“封鎖”。

沒有金鋼鉆，難攬瓷器活兒。有著多年海外市場發展經歷的長城鉆探有著更深的感受，渴望擁有越來越多的核心技術。正因為如此，長城鉆探始終堅定依靠科技創新轉變發展的決心和信心。

●水平井示意圖。

水平井技術能夠在遼河油區迅速發展，除了領導層的密切關注外，更重要的原因是，當時遼河乃至國內油田普遍面臨降低生產成本，提高油田開發效益的壓力。在油氣資源緊缺、勘探開發難度日益增大的情況下，迫切需要通過水平井來開發低壓、低滲、薄油層和稠油油藏以及常規技術難以有效開發的低效油藏。

在遼河油田，長城鉆探1992年實施第一口水平井冷平1井以來，經過多年的發展，水平井技術取得了長足的進步，已經能夠初步滿足油田不同油藏和油品開發的需求。據統計，水平井總量與產量逐年增加，2003年實施了6口水平井，2005年增加到65口，為提高產能建設的整體效果和產能建設任務的完成起到了重要作用。水平井開發效益明顯，同區塊油藏利用水平井開發，操作成本比直井降低了三分之一左右。

基于水平井技術在遼河成熟應用，2006年，中石油總經理蔣潔敏批示：“一定要使水平井成為增長方式轉變的主要手段，形成配套、成熟、適用技術。”按照蔣總的最新批示精神，長城鉆探認真貫徹中國石油集團公司的部署和領導的要求，在思想觀念上跟上形勢發展的步伐，把實施190口水平井作為長效新技術推廣任務。

這注定是一場硬仗

水平井是提高儲量動用程度、提高單井產量的有效手段，低滲透儲層水平井只有通過多段壓裂改造才能獲得經濟產量。然而，雖然經過“八五”以來的攻關，水平井技術取得了多項成果，但在多層、薄層、淺層、低滲透等油氣藏開發方面，仍存在許多亟待解決的技術難題。

●水平井的成功，筑牢了“長城”的鉆井根基。

多分支水平井是開發多層、裂縫性等油氣藏的有效技術，然而如何實現“一井多層、一層多眼”，確保主井眼與分支井眼的可靠連接、貫通和重入卻是世界性難題。國外技術不夠成熟，在國內應用曾多次發生井下事故甚至全井報廢。

我國超淺層稠油儲量大，水平井是最有效的開發方式，然而如何在超淺、疏松地層，使大井眼從垂直到水平，如何下入滿足熱采要求的大直徑高剛度套管都是世界性難題。國外普遍采用斜直井鉆機、專用采油和作業設備，施工效率低，作業成本高，難以規模化應用。

面對大量逐年遞增的低滲透原油儲量，如何攻克水平井多段壓裂技術，實現在“磨刀石中擠油”，把不可采儲量變成可采儲量，必須破解注水開發低滲透油藏井網縫網優化設計和水平井多段壓裂工具設計制造等難題。

…… ……

針對這些開發需求，中石油2005年開始，組織了1200余人的研發團隊，開展多分支水平井、超淺層水平井、超薄儲層水平井鉆完井和水平井多段壓裂技術攻關。一項“水平井鉆完井和多段壓裂增產關鍵技術及規模化工業應用”的重大科研項目悄悄誕生了。

這注定是一場硬仗。盡管眾多世界性難題擋在前路，困難重重，長城鉆探工程公司等中石油所屬的有關工程技術企業、油氣田公司和科研單位持續攻關，反復試驗，最終過關斬將，贏得了一場漂亮的科技戰役，取得了四大技術創新。以遼河興古潛山為例，這項技術僅在這一地區應用，使用61口多分支水平井建成了80萬噸產能，實現了2300米跨度7層油氣藏1.27億噸儲量的立體高效開發。與直井相比，節省投資14億元，采收率提高15%。這項技術的魅力可見一斑。

該項目共獲發明專利11件、實用新型專利89件、技術秘密39件、軟件著作權6件、發表論文127篇，中油科技評估中心組織了沈忠厚院士、韓大匡院士、袁士義院士、胡文瑞院士等16位專家對成果進行了鑒定。鑒定結果認為，該成果突破了水平井技術在中石油復雜油氣藏應用的瓶頸，總體達到國際先進水平。

用數字證明改變

中國石油集團多年來在致力于科技創新的同時，十分注重成果的推廣應用，并取得了良好的成效。以長城鉆探參與合作開發的蘇里格蘇53區塊為例，該區塊原叢式井開發方案，建10億立方米產能，需鉆井300口；穩產10年，需累計鉆井710口，采出程度35%。采用“水平井+多段壓裂”整體開發方式，僅用38口水平井就建成了10億立方米產能；穩產10年，需累計鉆水平井112口，采出程度達到65%以上。

6年來，該技術共應用水平井4179口，平均單井日產量是直井的3.57倍，新建產能2869萬噸。技術的推廣應用獲得了顯著的經濟效益，近三年增產3300萬噸油氣當量。不僅如此，該技術的推廣應用使得6年少鉆直井1.1萬口，少占土地23萬畝，節能減排成效顯著。同時，為中石油49.1億噸難采未動用油氣儲量經濟有效開發提供了技術手段。

這一串串數字，是項目完成情況最有力的說明，但是項目成果的意義遠不止于此。

水平井鉆完井多段壓裂增產關鍵技術的突破不僅打破了國外公司的技術壟斷，實現了我國石油工程技術的升級換代，而且提升了中國石油海外工程技術核心競爭力，使中國石油在海外油氣資源競爭中更具效益優勢，為中國石油海外油氣業務的快速發展提供了有力的技術支撐。

其中，2011年，海外水平井推廣應用278口，占海外總井數的28%，為保障國家能源安全做出了積極貢獻。此外，成果的規模化工業應用還減緩了單井產量持續下降的趨勢，有力推動了中國石油逐年增加的低品質、難動用儲量效益開發，支撐了中國石油維持年產1億噸原油穩產，為國家油氣資源穩定供應做出了貢獻。