打造非常規勘探開發的『利刃』

□ 文/中國石化勝利油田油氣工程首席高級專家 韓來聚

科研必須以攻克石油工程急需關鍵技術為已任，這是我們從本期案例介紹的勝利鉆井研究院打造非常規勘探開發利刃所能體會并在實踐中得到的驗證。勝利鉆井研究院通過自主技術攻關和科技創新，打破外國公司的技術和產品壟斷，為勝利油田油氣勘探開發提供了強有力的技術支持，也為中國石化參與國際競爭創造了有利條件。

普通常規井的施工在國內已基本沒有大的問題，石油工程最重要的是解決非常規井的勘探開發問題。

勝利油田非常規油氣主要分為致密砂巖和頁巖油氣。其中致密砂巖為滲透率小于4.6md的砂巖，頁巖為頁理發育的層狀沉積巖。勝利油田探明未動用致密砂巖儲量2.2億噸，分為灘壩砂、砂礫巖、濁積巖三種，分布于16個油田，40個單元，尤以灘壩砂油藏為主。截至2011年底，薄互層灘壩砂占總儲量的64%。

在勝利油田，泥質巖地層含油氣的發現最早在20世紀60年代初期，目前已發現的泥頁巖油氣藏平面上主要分布于沾化凹陷西部的四扣洼陷北部和東南斜坡；縱向上主要發育于沙三下和沙一下，在沙四上、沙三中、沙三上、沙二段、沙一上地層中也有少量出現，埋深一般為2400-3100米，在3100米以下也有少量發現。巖性以油頁巖、油泥巖為主，還包括少量變質泥巖、碳質泥巖、灰質泥巖、白云質泥巖等其他泥質巖類以及泥質巖與其他巖性組成的薄互層。

從物質基礎來看，致密砂巖油藏將是油田“十二五”乃至今后更長一段時期增儲上產的主陣地。從2011年開始,隨著中國石化集團公司將非常規作為五大戰略之一,勝利油田也將非常規放在異常突出的位置，提出東部硬穩定，西部快上產，非常規效益發展的理念。但勝利油田的資源特點，決定了不能照搬國外經驗和技術，只能邊引進學習、邊應用提升、邊自主研發。大量學習借鑒國外先進技術的同時，結合自身實際進行攻關。

非常規開發設計是基礎，最突出的問題就是井壁穩定性問題。勝利鉆井院在借鑒國外油基鉆井液核心材料和體系構成的基礎上，通過自主攻關，研發了油基鉆井液用乳化劑等關鍵處理劑。以此為基礎，研發了具有自主知識產權的頁巖氣水平井用低粘、高切柴油(或礦物油)基鉆井液（LVHS OBM）體系。柴油基鉆井液在油田首口頁巖油探井—渤頁1HF井成功應用。該體系整體技術指標達到或接近國外Hallibton/Baroid公司同類技術水平，基本可以滿足頁巖氣水平井油基鉆井液施工的技術要求。

非常規開發技術是關鍵。國外成功經驗證明，長水平段水平井鉆井技術配合多級分段壓裂，是開發非常規油氣藏最有效的技術手段，在頁巖油氣層鉆水平井，可以獲得更大的儲層泄流面積，更高的天然氣產量。根據美國頁巖油氣開發的經驗，水平井的日均產氣量及最終產氣量是垂直井的3-5倍，而水平井的成本則僅為垂直井的1-2倍。

經過近十年來的研究與實踐，勝利油田的水平井技術有了長足的進步，完成了一批長水平段水平井，但低成本的技術系列在現場實施中還存在鉆井效率較低、井眼軌跡優快精細控制手段不足、井筒質量有待提高、安全鉆井技術不完善、完井工藝和裝備國產化程度低等難題。

針對這些問題，勝利鉆井院開展了旋轉地質導向鉆井技術和頁巖氣水平井優快鉆井技術攻關。經過多年的研究和攻關，勝利鉆井院已經形成了包括工程設計、工藝配套、安全鉆井、完井技術在內的一整套長水平段水平井鉆完井技術，擁有一大批施工經驗豐富的技術服務人員，利用自有技術完全有能力完成水平段長度3000米以內的水平井施工任務，先后在勝利、華北、東北和長慶等油田成功實施了9口水平段1000米以上的水平井，初步形成了致密砂巖優快鉆井技術。