中石油油氣井套管變形控制技術(shù)取得實(shí)質(zhì)性突破

通過專項(xiàng)攻關(guān)，中國(guó)石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱管研院）自主研發(fā)的復(fù)雜壓裂水平井套管變形（以下簡(jiǎn)稱套變）控制技術(shù)取得了實(shí)質(zhì)性突破。截至2021年6月2日，在四川盆地威遠(yuǎn)地區(qū)等3個(gè)套變高風(fēng)險(xiǎn)平臺(tái)進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)圓滿結(jié)束，套變控制效果顯著。

為了最大限度地獲取油氣資源，非常規(guī)油氣井普遍采用長(zhǎng)距離水平井組，通過多級(jí)水力體積壓裂開發(fā)。在壓裂過程中，富含裂縫、斷層的地質(zhì)環(huán)境極易誘發(fā)地層活動(dòng)，造成套變，給油氣田高效經(jīng)濟(jì)開發(fā)造成了嚴(yán)重的影響。

“套變是我國(guó)近年來套損井的重點(diǎn)模式，地質(zhì)運(yùn)移是關(guān)鍵因素。” 石油管材及裝備材料服役行為與結(jié)構(gòu)安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任韓禮紅說，套管柱是油氣井的生命線，我國(guó)每年消耗套管約200×104t，價(jià)值200多億元，控制套變、保障井筒完整性是非常規(guī)油氣開發(fā)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一，針對(duì)地質(zhì)運(yùn)移環(huán)境的套管柱設(shè)計(jì)方法在國(guó)內(nèi)外尚屬于技術(shù)空白。

在“十三五”國(guó)家油氣重大專項(xiàng)、中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司科技攻關(guān)項(xiàng)目及陜西省科學(xué)基金項(xiàng)目的資助下，管研院創(chuàng)新開展了“地質(zhì)—工程—管柱”一體化研究，自主設(shè)計(jì)開發(fā)了全球首套非常規(guī)油氣井筒工況模擬試驗(yàn)裝備，為復(fù)雜壓裂井筒模擬試驗(yàn)提供了關(guān)鍵手段。依托該平臺(tái)，管研院形成了全井筒協(xié)調(diào)變形控制套變新技術(shù)。

2019年以來，在中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司及中國(guó)石油西南油氣田公司的鼎力支持下，新技術(shù)完成了首批3口井工程試驗(yàn)。其中2口井未發(fā)生遇阻現(xiàn)象，1口井雖然發(fā)生了套變，但與同一裂縫帶上的鄰井相比，套變點(diǎn)數(shù)、遇阻點(diǎn)數(shù)和變形量分別下降60%、67%和26%，套變防治成效顯著。該項(xiàng)技術(shù)的突破，也為我國(guó)解決困擾多年的鹽膏層蠕變、泥巖水化膨脹等造成的擠毀、剪切等套變難題提供了途徑。