博孜25井:一场前所未有的历险

一觉醒来,新疆阿克苏地区拜城县就变了天。

2023年12月14日清晨,川庆90002钻井队平台经理钟郁起床后发现,博孜25井迎来了入冬以来的第一场雪,漫天大雪和交通管制让这口井搬往博孜1901井的计划暂时搁置。雪停后,该队全员手持铲子、扫帚等工具清除设备和道路积雪,只为道路解封后设备能在第一时间起运。

零下近20度的室外,看着在齐小腿深积雪中干得热火朝天的众人,钟郁觉得这场景似曾相识,一如去年此时,博孜25井鏖战五开的“热闹”情景。

皑皑白雪中,井场上满载泥浆材料的平板车、拉运柴油的油罐车从井场排到了营房,人头攒动,甲乙方的领导、专家、技术人员以及各协作方都集中到了这里,博孜25井好像成了塔里木最热闹的地方。但所有人都神色凝重,因为博孜25井钻遇了设计外的大北31断层、克深主断裂和多条次生断裂带,地下井漏频发,陷入“堵漏、钻进、复漏、再堵漏”的恶性循环。

面对钻井液2分钟2立方米超大漏失量的严峻形势,泥浆工的液面监测汇报频率由10分钟改为了2分钟一次,钻井工则24小时两班倒不停卸料、加重,此外,还有方圆上百公里的钻井队配浆应援,即便如此,钻井液的供给还是跟不上井下漏失的需求。每天数百方的钻井液漏失量,以及频繁出现的井下蹩、卡等复杂,令现场应急抢险指挥中心里各方专家头痛不已,打下去?还是停下来?专家们的观点各有道理,一方认为博孜25井是个无底洞,继续打下去代价太大,应该放弃。另一方认为,离目的层还有段距离,探索博孜1气藏的工程和地质目标还未实现,应该坚持打下去,曙光就在前头。

何去何从,这一争论贯穿博孜25井长达近两年的钻探过程,毕竟,它是塔里木油田首口七开次井,难度前所未有,挫折与荣耀相伴相生。

打还是不打,抉择难度前所未有

关于是否部署博孜25井,塔里木油田起初也难以抉择。

2012年,自博孜-大北区块博孜1井发现后,历经11年的勘探开发,该构造主体区已进入开发阶段,成为我国“西气东输”的重要气源地,承担着为沿线15个省以及南疆居民提供民生用气的重任,因此规模资源需求非常紧迫,塔里木油田在勘探开发上急需一个新突破。

按照以往理论,塔里木库车山前地区的盐相关构造非常具有典型性,油气就藏在盐下层排成带的构造里,但只有大北这“一层楼”。为了扩大资源规模,油田针对博孜大北叠置区下盘博孜构造进行研究,惊喜发现,大北下面还有“第二层楼”——博孜,若探明,该区块的油气储量将成量级扩大!

地质发现是一回事,想要通过钻井去验证又是另一回事。

地震资料显示,要抵达“第二层楼”,需钻遇一条断层、两套盐层和目的层。尤其是五开舒善河组,存在大量孔缝,极易发生井漏、卡钻等复杂。想要在大北区块钻穿这个层位,塔里木钻井史上没有先例,更何况,还要在大北下面找博孜,其难度堪称“史诗级”。

但立足于油气资源需求,加大库车凹陷的天然气保供能力势在必行。为此,塔里木油田坚持部署博孜25井,旨在探索深埋在大北构造之下的博孜1构造的整体含油气性,若钻探突破,博孜1构造区整体资源量有望突破3000亿方,成为塔里木油田库车天然气强有力的资源接替区。就这样,博孜25井的钻探于2021年“板上钉钉”,设计井深7988米,井身结构“六备七”:即按六开次井去施工,钻遇设计外或不可控复杂时结合现场实际转为七开次井。

最难的井,交给最好的钻井队来打,塔里木油田才能放心。

当时在塔里木油田钻井队的综合评分排行榜上,川庆90002钻井队在整个塔里木探区98支队伍中排名第一,又刚好以刷新五项纪录的成绩打完中国陆上最深救援井,还曾出色地完成过中国石油陆上最深井克深902井等一批重点井的钻探,是塔里木库车山前一支专攻风险探井的“王牌军”。它背后,是进疆36年,在塔里木累积了丰富探井钻井经验的川庆钻探新疆分公司,俗称“二勘”,且还有川庆在疆的钻采院、井下作业公司等工程技术专业化队伍做技术支撑,可以说,选择90002队,就有了川庆“一体化”产业链的强力支撑;选择90002队,就是选择了安心、放心。就这样,2021年7月,90002队众望所归地抱回了这个单井合同金额破亿元的“大单”,这也是川庆钻探新疆分公司近十年来获得单井金额最高的合同。

新疆分公司非常清楚,打好了,川庆人“复杂油气攻坚者”的品牌形象将在塔里木更加稳固;打砸了,可能面临本金都收不回且声誉受损的风险。为此,该公司严阵以待,成立了由公司领导、技术专家、井控专家、生产部门负责人为主的单井项目组,全面负责该井的生产组织协调和现场技术支撑,决心举全公司之力,为博孜25井的钻探保驾护航。

溢漏同存,钻井液漏失前所未有

2021年9月30日,博孜25井在多方关注下顺利开钻。

前两开的常规地层,90002队打得很轻松,创下塔里木油田571.5毫米及以上尺寸井眼单趟钻进尺最高纪录,并较设计周期提前了20余天。但2022年1月15日,在最不该出现复杂的三开井段,该井在井深近5000米时钻遇设计外的断层,出现了前所未有的大漏以及井控险情。

正常情况下,遭遇井漏并不是什么大问题,适当降低钻井液密度,并往井底打堵漏浆一般都能成功处置。但博孜25井不是常规井,它遭遇的是大井眼溢漏同存,井筒容积约是正常井的2倍,漏点更加难堵。此外,大井眼带来的另一个难题是侵入井筒的天然气更难排除,以至于该井多次出现井口纯天然气气柱聚集的井控险情。

该井项目组成员之一,新疆分公司副总工程师孙本法就是在这样的情况下接到钻井队的钻遇复杂汇报,原本在迪北5井驻井值守的他,立马乘坐生产指挥车辆跨越300公里赶往博孜25井。一路上,他不停通过电话了解井下情况。与此同时,集团公司、川庆公司、塔里木油田等各级钻井、井控、钻井液、地质等众多专业的科研人员和专家们也在风雨兼程地赶往博孜25井。所有人都清楚这口井的“凶险”,不能不心系它的安危。

尽管事先心里有所准备,但到了现场后,孙本法发现钻井液的漏失情况出乎意料地严重,可以说是加多少漏多少,井口已经完全失返,漏速达到50立方米每小时,他惊叹,这是他从业20年以来遇到漏速最大的一口井。

为堵漏,塔里木油田在施工现场紧急建设了一个容积为1600立方米的钻井液应急储备平台,提升钻井液配制、储备能力,还紧急成立了应急抢险指挥中心,各方专家结合各阶段井下实际,分别制定了控压钻进、堵漏钻进、沉降堵漏压井、溢漏同存中完四种应对措施;新疆分公司则马不停蹄地组织应急物资、化工料等上井,并从周边钻井队抽人组成“抢险组”,紧急支援90002队。70545队钻井工白续文作为抢险组成员,在博孜25井度过了难忘的97天,他说:“那段时间全是重体力活,每天不是卸车,就是加重,夜以继日地干。”

钻井队则是“火力全开”。该队时任平台经理刘泽明每天天不亮,就完成了全井巡检,做到井下、设备、人员、应急物资四个心中有数,并在班前会上对一天的施工任务进行详细安排;白班泥浆工肖川下班后依旧留在岗位上干活到凌晨12点,能多干点是一点;时任钻井技术负责人岳秋帆把自己“定”在井场,直到被队领导强制送去营房澡堂洗澡;到队实习仅一个月的钻井工张栖在卸料、加重中练出了一身腱子肉,与此同时,还有很多人累得倒下。停钻堵漏、钻进循环,周而复始中,2022年2月15日,博孜25井进尺艰难地往下打了642米。

但情况并没有好转,此时,井筒气侵已经非常严重,点火时液气分离器火焰高达20余米,井再也打不下去……

因为这次不在预期中的三开大井眼溢漏同存复杂,这600多米整整打了31天,累计钻遇24个有油气的显示层、14套漏层,漏失水基钻井液1.6万立方米。

复杂处理期间,孙本法两鬓的青丝变成了白发,他说:“博孜25井三开遭遇的大井眼溢漏同存复杂,充分说明了在大北下面找博孜的难度,尽管钻井液漏失量史无前例的大,但好歹我们摸清了地层情况。”

井口出现纯气柱,井控风险前所未有

“博孜25井要想继续往下打,三开显示层就必须得封住。”2022年3月11日,在现场专家的共同商讨下,决定提前开展三开中完作业,博孜25井的井身结构因此发生了第一次变化,这为该井后续六开转为七开次井埋下了伏笔。

可中完作业第一步,换装井口就难倒了在场的所有人。

“正常情况下,换装井口必须在没有井控风险的情况下进行,井口绝对不能有天然气聚集。但博孜25井的井口,出现了排不完也压不回地层的纯天然气柱,换装井口作业井控风险相当高。”回想起当时作业情形,刘泽明仍心有余悸。

为了作业能够顺利进行,现场专家通过商讨决定:换装井口前先往井底打入重浆,像帽子一样将天然气柱暂时压在下面,为钻井队安全换装井口争取到一定时间,但重浆漏失后,天然气会重新上窜到井口。而正常换装井口一般需要12小时,所以该井换装井口最大的风险是会遇到带压作业。

“作业时间越短,越安全。”为节约换装井口时间,刘泽明提议打破常规,摒弃以往将井口封井器的4截本体一层一层往上装的方式,提前在场地两两组装好,再用100吨的重型吊车将其吊至井口安装。

尽管前期技术交底和准备都很充分,但因为以前从未有人这样干过,在实际安装过程中,还是出现了封井器伸缩杆被井架底座斜拉筋挡住,无法上提足够距离坐卡瓦的问题。90002队针对问题及时更换被挡住阀门的方向,在规定时间内提前完成了封井器的安装,使该井三开中完作业得以继续进行。

由于设计变更,三开技术套管下放层位也随之变化,需要封固上部油气显示层及低压层。可是,因博孜25井的井眼尺寸大,压力窗口窄,井筒内高压气层压不住、排不尽,井下情况极其复杂,为后续固井作业带去了巨大挑战。

此时,川庆一体化产业链优势得以凸显,其在疆的井下作业公司新疆分公司挺身而出,专门成立固井项目组,提前准备不同工艺的固井方案,开展不同要求下的水泥浆试验,合理布局固井水罐、灰罐等设备,为固井施工做了万全准备,且在后续的固井施工中,为确保施工质量,该分公司抽调了最优秀的固井工程师提前驻井,全面跟踪井眼状况、制定固井方案等。

最终,在上至川庆公司首席技术专家等的密切关注和指导下,在现场作业人员的共同努力下,2022年3月17日,经过3天的连续奋战,累计注入水泥浆470方,让博孜25井365.13毫米套管双级特大型固井作业取得圆满成功,为该井继续往下打创造了条件。

套管被击穿,井口像爆炸了一样前所未有

2022年4月3日,博孜25井在摸索中进入四开地层。但在耗时87天,钻遇36层显示、穿过7套漏层后,博孜25井钻至垮塌严重的舒善河顶部,再也找不到安全的钻井液密度窗口,无奈之下,再次被迫提前中完,井身结构第二次发生变化。

结合博孜25井在实钻过程中遭遇到的复杂,塔里木油田决定将该井的井身结构从“六备七”变更为七开次。这一决定,让该井正式成为塔里木油田首口七开次井。

2022年底,博孜25井艰难地打到了五开。原钻井设计中,五开是富含油气的大北产层,其中还包含一条逆断层,是整口井最难打的一段。

果不其然,事故复杂如约而至,累计钻遇了28套漏层,井底就像个无底洞,油基钻井液加多少漏多少。

但这些通过堵漏、控压钻进等措施能解决的复杂,对90002队来说都不是大问题。

真正的问题,是那些从未遇到过、史无前例的复杂。

比如“套管被天然气击穿”。

套管是钻井队打完计划进尺后,向裸眼段井筒内下入的一种金属管道,用于加固井筒和隔离地层,是确保钻井安全的重要工具之一。按照以往的经验,在套管里作业,是绝对安全的。

但博孜25井例外。

孙本法更是直呼:“打井几十年,什么没见过?但‘套管被天然气击穿’这种事真的是闻所未闻。”

当时,该队正完成第二次水泥堵漏作业,钻水泥塞至7012米时,后场料台忙着配堵漏浆的钻工们看到了“震撼”的一幕:黑色的油基钻井液从钻台底座喷涌而出,铺天盖地。

与此同时,正在司钻操作室里指挥司钻操作的孙本法有些想不通,钻个水泥塞而已,怎么井就喷成这样?

他指挥司钻立即关了井,但关井后套压涨到4兆帕,节流循环排气火焰高约10米,并且后续起钻时发现有挂卡现象。

现场专家结合井下实际以及现场套压、环空压力等参数的变化,认为该井在处理复杂期间多次进行承压、泄压、降密度等操作,压力交变让水泥环产生微间隙形成气窜通道,大北11气藏的天然气通过这些间隙上窜至井口附近的套管外环空,并不断聚集击穿了套管,大量高压天然气从套管破口处涌入井筒内,井口就像“爆炸了”一样。

造成井下复杂的原因搞清楚了后,孙本法和现场专家组一起制定了下铣柱对损毁段套管进行磨铣的解决方案,该队累计下了7趟磨铣工具,用时7天,共收集到磨出的铁屑130公斤,才成功解除此次“套管被天然气击穿”引起的井下复杂。

通过全员的共同努力,博孜25井五开进尺艰难打完,并于2023年4月23日顺利将五开套管顺利下到7539.8米深的井底,安然度过钻进中最大的风险点。

此时,一天一夜未合眼的孙本法走下钻台,难掩心中激动的他在朋友圈里发布了一则动态:今天,工作以来驻井时间最长、熬夜最多的一口井历经艰难险阻终于顺利将五开套管下到位,感谢一年多来一起奋战的领导和同事的共同付出,还有两开,再接再厉!

钻获高产,一波三折前所未有

进入六开地层后,博孜25井还剩最后400多米。同时也意味着后面的井段,历史上从未有人打过。

在这里,他们除了钻遇设计外的白垩系亚格列木组、侏罗系恰克马克组,还遭遇了不知什么时候会缩径的膏盐层。

该队平台经理钟郁说:“比起8000米的井深,400米说长不长,但摸着黑每往前打一米,都像是在走钢丝,谁也不知道下一刻会发生什么意外。”

从2023年5月开始,在3套压力系数不同地层的合打过程中,该队遭遇了钻井液密度高一点就井漏、低一点则膏盐层蠕变速度加快的复杂。钟郁和工程师一起守在钻台,用对讲机指挥泥浆上以0.01克每立方厘米的微小变量去改变钻井液密度,历经多次失败后才找到最合适的数值,并摸清膏盐层蠕变规律,完成了该井六开进尺。

就在博孜25井历经万难,于2023年9月10日成功进入七开目的层后,意外再次发生:气测全烃显示极其微弱。

这一消息,犹如晴天霹雳。

“为啥显示这么弱,是不是就不行了?” 一而再、再而三的打击,让现场专家的心态快要崩了:如果花这么多钱和时间却打了一口“干”井,让人难以接受!

一时间,甲乙方各级领导、专家,地质、工程、钻探、测井的专业人员齐聚井场,反复讨论,反复查看测井曲线,经审慎分析,认为可能是使用的101.6毫米小井眼,扩散进入井筒的气量较少,难以形成明显的气测显示。虽然显示微弱,但地层可钻性好、钻时也不差,跟储层特点能对应上,种种迹象表明就是气层,应该坚定信心!打到最后!

为确保万无一失,现场成立了七开小井眼安全钻井实施工作组,制定了《小井眼安全钻井方案》,以指导钻井队继续朝着目的层挺进。一路走来的险象环生,令所有人谨小慎微,最终,熬过黎明前的黑暗,2023年9月17日,博孜25井钻至井深8025米完钻,在经过716天的艰难跋涉后,抵达目的层,且在后续试油过程中试获高产油气流。

喷涌而出的油气,就是对所有参与博孜25井钻探石油人的最好回报。那一刻,现场爆发出了热烈的欢呼声,有人拿出手机拍照纪念,有人到测试队的原油保存柜去看辛苦打出的原油长什么样,该队平台经理钟郁忍不住感叹:快两年了,只休了三次假,不过看到博孜25井出油的那一刻,又觉得一切付出很值得!

博孜25井的成功钻探,不仅实现了塔里木油田在大北下面找博孜的地质构想,更为西气东输、天然气冬季保供增添了新动力。

愈难愈进,愈进愈难,解放油气的过程从来不是一蹴而就,而是险象环生。博孜25井的打成过程,就是石油人牢记总书记嘱托,以当好能源顶梁柱的使命担当,用智慧、心血、汗水端牢能源饭碗的生动实践。

暗处执拗生长的花,终有一日馥郁传香。漫天的大雪、戈壁的风沙、头顶的星光会记得90002队在博孜25井的716天,记得那些一夜白头的焦虑、浑身疼痛的劳累以及创造历史的荣光!(新疆分公司  雷彪)