“地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的突破，不僅開啟了技術(shù)服務(wù)的新領(lǐng)域，而且在提高水平井目的層鉆遇率、提高井眼軌跡平滑度、減少無效進(jìn)尺、減少鉆井事故復(fù)雜等多個(gè)方面將發(fā)揮不可替代的作用。” 6月28日，渤海鉆探第二錄井公司經(jīng)理紀(jì)偉說。
6月9日，鄭莊區(qū)塊第4口先導(dǎo)試驗(yàn)井組——鄭試平7H井順利收官。這個(gè)公司再創(chuàng)區(qū)塊多分支水平井鉆速最快、進(jìn)尺最多、煤層鉆遇率最高等紀(jì)錄。這 標(biāo)志著包含地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)在內(nèi)的煤層氣鉆井綜合配套技術(shù)，將作為多分支水平井鉆井的“核動(dòng)力”，推動(dòng)集團(tuán)公司煤層氣項(xiàng)目規(guī)模開發(fā)。
吹響攻關(guān)號(hào)角
鑒于我國(guó)天然氣主產(chǎn)區(qū)的煤層特性，應(yīng)用多分支水平井技術(shù)開發(fā)煤層氣，成為適合我國(guó)地質(zhì)特點(diǎn)的重要方式。但是，這種技術(shù)不僅對(duì)工藝要求高，而且風(fēng)險(xiǎn)較大。
井眼連通、地質(zhì)導(dǎo)向、側(cè)鉆是其中最難攻克的3項(xiàng)技術(shù)。地下煤層既存在一定的地層傾角，又有小的褶皺和斷層，要想讓鉆頭始終保持在垂直厚度僅5米 的煤層中像蛇一樣穿行，難度可想而知。此外，煤層容易發(fā)生垮塌，導(dǎo)致在鉆進(jìn)中，只有1/3的井能夠正常完成。因此，要想在地下幾百米的煤海里“暢游”，沒 有一雙明察秋毫的“千里眼”，一切都無法實(shí)現(xiàn)。
2010年，渤海鉆探公司以獨(dú)立總包形式，將山西沁水地區(qū)鄭莊區(qū)塊作為主要試驗(yàn)區(qū)域，承擔(dān)3個(gè)煤層氣多分支水平井鉆探業(yè)務(wù)，并同步開展多分支井核心技術(shù)的系統(tǒng)研究與實(shí)驗(yàn)。
在3口多分支先導(dǎo)試驗(yàn)井組鉆探過程中，地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)要完成三個(gè)任務(wù)：一是準(zhǔn)確界定中途完鉆的井深，指導(dǎo)鉆頭在進(jìn)入煤層前的定點(diǎn)位置著陸；二是做 好水平井段鉆頭軌跡跟蹤，提高煤層鉆遇率；三是進(jìn)行井眼軌跡現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)計(jì)，盡量避免復(fù)雜地質(zhì)情況造成施工困難，保證煤層有效進(jìn)尺和控制面積。2010年4 月24日，這個(gè)公司開始調(diào)研和摸索煤層氣水平井鉆探規(guī)律，到這一年9月6日鄭平05—1H井圓滿完成地質(zhì)導(dǎo)向任務(wù)，第二錄井公司科研人員僅僅用了4個(gè)半月 的時(shí)間。
創(chuàng)新思維克難關(guān)
在先導(dǎo)試驗(yàn)鉆探中，渤海鉆探公司使用隨鉆伽馬測(cè)量?jī)x器作為導(dǎo)向工具。這在煤層氣多分支水平井鉆探中還沒有先例，加之導(dǎo)向人員不具備煤層導(dǎo)向經(jīng)驗(yàn)，困難接踵而至。
在鉆探之初，研究人員并未想到煤層中還有大量煤矸石和少量灰?guī)r、砂泥巖，這使隨鉆測(cè)井獲取的伽馬曲線在判斷鉆頭是否在煤層中鉆進(jìn)的準(zhǔn)確性受到質(zhì) 疑。此外，在鉆井過程中始終伴隨著井壁煤層的垮塌現(xiàn)象，從井內(nèi)返出的巖屑真假難辨。因此，鄭平02—1H井組前5個(gè)水平分支井眼的鉆探過程中，平均日進(jìn)尺 只有60米至70米，鉆進(jìn)速度和效率大打折扣。
要想取得突破，必須創(chuàng)新思維。為此，攻關(guān)小組重新分析各項(xiàng)實(shí)鉆參數(shù)，系統(tǒng)歸納總結(jié)前期幾個(gè)水平分支井的資料，確定了中完井深的界定以巖屑、鉆 時(shí)、全烴為地層對(duì)比和判斷著陸的依據(jù)參數(shù)，完善了中完井深的界定工作流程；水平段地質(zhì)導(dǎo)向以鉆時(shí)、全烴為判斷是否在煤層中鉆進(jìn)的依據(jù)參數(shù)，以隨鉆伽馬為判 斷鉆頭在煤層中位置的依據(jù)參數(shù)，建立地質(zhì)導(dǎo)向工作流程。攻關(guān)小組找到了判斷鉆頭位置的規(guī)律，日鉆井進(jìn)尺大幅提高，可達(dá)300米至500米，鉆頭基本無磨 損。
地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)獲突破
有了科學(xué)的工作方法做后盾，攻關(guān)小組將綜合錄井與隨鉆測(cè)井相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了煤層氣分支水平井地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)的實(shí)質(zhì)性突破。
在目的層鉆進(jìn)中，導(dǎo)向工程師做到及時(shí)判斷、提前預(yù)警，遇到井下異常立即完鉆，規(guī)避卡鉆等工程事故的發(fā)生；利用錄井的專業(yè)優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)工具的不足，精 選有利層位和鉆探區(qū)域指導(dǎo)鉆進(jìn)，使煤層鉆遇率逐口井提高。鄭試平4H井完鉆時(shí)，區(qū)塊煤層鉆遇率已經(jīng)由最初的61.63%提升到84.74%。這表明，第二 錄井公司掌握的地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)已適應(yīng)了煤層氣鉆井的需要，做到了“讓鉆頭看著煤層走、聞著天然氣味道鉆”。
地質(zhì)導(dǎo)向核心技術(shù)的自有，打破了國(guó)外公司的技術(shù)壟斷，而成本只相當(dāng)于國(guó)外公司的1/3，為低成本高效開發(fā)煤層氣奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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