岁月铸就“堵漏”利剑
岁月铸就“堵漏”利剑
温控固化堵漏技术革新历程
11月28日,四川广汉,钻采院钻井液研究实验室堵漏攻关团队成员兴奋起来,“水基温控固化堵漏浆承压实验结果出来了,3mm~5mm缝板承压20.3MPa,达到预期目标。”该院自研的水基温控固化堵漏技术的温度、密度攻关又有了新进展,抗温提升为180℃、密度提高至2.40g/cm3,为深部地层复杂井漏治理提供了一条新的途径。
就在上个月,这项技术在土库曼斯坦阿姆河畔重点评价井Jor*井首次应用,不仅成功实现堵漏,还为后续使用高密度钻井液创造了地层承压条件。温控固化堵漏技术在阿姆河气田一举成名,以黑马之姿跻身国际市场。
“这是我们堵漏技术的革命性突破,既能用于水基又能用于油基,既能堵漏又能保护储层。”团队成员贺海谈起这项自家技术时,眼神自豪而坚定。
然而,钻采院堵漏攻关团队用七年时光、历经了一条步履维艰的血汗路,才将堵漏技术做到“全能”并推向海外。
突破:土生土长才能高匹配
业界深知,四川盆地中深部地层断层发育、裂缝纵横交错,如迷宫般错综复杂,井漏治理成为困扰钻井提速提效的世界级难题。据统计,井漏治理时间占全部钻井复杂七成以上,直接导致每年数亿元经济损失;井漏治理过程中“喷、卡、塌”风险大,极易引发重大安全事故。尤其是面对长段破碎性、长裸眼多压力系统等地层井漏复杂时,现场钻井液工程师即便尽心竭力破解难题,一次堵漏成功率仍然低于40%。
“井下的每一次‘拦路虎’,都需要有针对性的武器才能应对。”在技术迭代的迷茫时刻,钻采院依托油气田应用化学四川省重点实验室、四川省王兰劳模和工匠人才创新工作室、集团公司高强技能专家工作室等科技创新平台资源,正式成立堵漏攻关团队,誓要啃下这块“硬骨头”。
博士舒小波和堵漏打了十年交道,他的思路是要想在复杂地质条件下有效堵漏,必须从地层漏失特征、功能材料设计等基础研究入手,再考虑如何简化堵漏浆配方、如何实施不起钻堵漏施工、如何确保作业安全与效果。这些问题像连环锁链无时不考验着团队的智慧与毅力。
2017年初,川庆公司科技创新项目《大压差多压力系统承压堵漏技术研究与应用》正式立项,当年年底攻关形成大压差多压力系统承压堵漏技术,即水基温控固化堵漏技术雏形。
2018年3月,该技术在平探*井须二地层3521m首次应用,一次堵漏成功,随后在3550m和3569m漏失地层持续应用,均实现一次性封堵漏层。平探*井是四川盆地平落坝潜伏构造上的一口预探井,须二地层为采空区,地层裂缝增多、连通性增强,复杂程度不容小觑,前期实施多次堵漏都以失败告终。这一次的成功治漏,给采空区井漏失返治理带来了全新解决途径,引起业界专家、现场技术人员广泛关注,也让该技术声名鹊起。
正当堵漏攻关团队沉浸于技术突破带来的喜悦之时,实践中暴露出的温度受限、工艺繁杂等实际问题制约了该技术推广应用,而温度受限首当其冲。该技术温度范围仅60℃~140℃,高于140℃的地层适用不了。然而,随着勘探开发不断向深部地层进军,高温,将是该技术面临的新挑战。
团队并未因此退缩,反而视之为完善技术的契机,他们以“进得去、留得住、可固化”的研发理念持续攻关。
2021年初,依托川庆公司科技创新项目《弹性体堵漏剂及160℃固化堵漏剂研究与现场试验》,团队不断进行堵漏技术调研分析、开展现场技术交流探讨、借鉴跨行业技术理念,历经20余次试验与探索后,他们终于摸索出了一套适用范围更广、性能更优的水基温控固化堵漏技术。该技术不仅能承受高达160°C的极端温度,且密度高达2.20g/cm³,承压10MPa以上,尤其适合四川盆地长裸眼、采空区等裂缝性、缝洞性恶性井漏治理。同年3月,罗平亚院士在科技成果鉴定会上评价该技术,“为长裸眼段多压力系统井漏治理提供有效治理手段。”
这一刻,他们重燃心中的信心与希望。
升级:就是要朝“全能”堵漏而努力
“温控固化堵漏技术现场施工简单,在水基钻井液井段堵漏效果很好,要是能在油基钻井液井段堵漏就完美了。”说者无心、听者有意。负责现场推广的团队成员陈宏一句评论,让舒小波陷入思考。
近年来,油基钻井液凭着润滑性好、井壁稳定等优势成为非常规气藏勘探开发首选体系。相比水基钻井液,油基钻井液成本更高,井漏导致的经济损失更大。油基钻井液堵漏是一个新领域,前期并没有太多研究与储备。而适用于水基钻井液的堵漏技术,并不适用于油基钻井液。要实现安全高效钻井目标,亟需破解“油基钻井液漏失治理”难题。
“必须把温控固化堵漏技术发展成为兼具水基、油基堵漏的‘全能’型技术。”目标既锁定,整装再出发。2023年初,钻采院“揭榜挂帅”项目《酸溶性油基固化堵漏工作液研究》正式立项攻关。一年多时间里,团队从油基乳液流体固化研究着手,自主研发油基固化专用乳化剂、油基固化材料等新型堵漏处理剂,创新形成适用温度80℃~200℃,密度1.30g/cm3~2.00g/cm3的油基温控固化堵漏技术,固化体酸解率达80%以上,率先突破储层井段油基固化堵漏技术难题。现场试验3井次,验证了该技术的可行性与有效性,最终实现温控固化堵漏技术覆盖水基体系和油基体系的发展目标。
此后,团队利用钻井液体系可控固化特性,持续进行技术迭代升级,改进形成温控固化气滞塞封隔技术。起钻前,仅需将浆体注入井内固化形成段塞,阻滞气体上窜隔断井下压力系统;起下钻完成后,快速钻塞恢复钻进,可钻性1级。替代之前需单独注入特定密度钻井液体系的传统技术措施,整个施工过程安全、便捷。在高石*井成功应用,配合精细控压钻井技术,解决该井因气显活跃、井漏同存无法实现安全起钻难题,全烃值由封隔前的20%~50%降至1%以下,为钻井工程提供了更多的可能性。
锤炼:走出盆地、走向世界
无数钻井技术实践证明,能够经得起现场检验的技术才是过得硬的技术。从崎岖盆地到黄土高原、孤烟大漠,钻采院堵漏攻关团队采用温控固化系列技术,解决了常规桥浆堵漏存在的堵不牢、承压低、易复漏等问题,但他们并不满足于此,继续踏上特色技术远征之路。
2024年3月,神秘的鄂尔多斯盆地西缘,西探*井伫立在当前长庆区域最为复杂的钻井区块,邻井复杂事故的阴霾笼罩着这片黄土地,该井同样面临着严峻的安全挑战。全井段漏点20多个,且地层承压能力低、复漏频繁,尤其以纸坊组承压能力最差,2667m~2842m井段反复漏失,常规堵漏技术效果不佳,温控固化堵漏技术欲一试身手。团队因地制宜、灵活施策,采用水基温控固化堵漏技术在该井3个漏层堵漏施工,实现堵漏有效率66.7%,大大加速了钻井节奏。
2024年5月,转战至遥远的塔里木盆地心脏地带,岳探*井5753m和5768m井深处,钻井液漏失如同两只猛兽,前期两次高浓度桥浆沉降封隔的努力皆告失利,钻井作业安全一度陷入僵局。危机关头,堵漏攻关团队果断出手,启用温控固化气滞塞封隔技术方案,不更换钻具直接施工,仅用30小时将井底薄弱环节完全封隔,保证了三开中完作业平稳运行。温控固化堵漏技术,在工具适应性、漏层封堵与效益提升方面彰显其独特价值。
2024年10月,土库曼斯坦阿姆河畔,重点评价井Jor*井钻遇缝洞型储层复杂井漏,多次桥浆堵漏仍然难以满足盐膏层钻进要求。为解决这些新难题新挑战,土库曼斯坦分公司引进了温控固化堵漏技术。现场泵注25m3堵漏浆进入漏层,地层温度激发堵漏浆胶结固化,漏层承压能力达到后续高密度钻井液使用要求。Jor*井缝洞型储层井漏治理首获成功,验证了温控固化堵漏技术在阿姆河气田推广可行,为阿姆河天然气公司“两创新、三攻关”发展战略实施提供新的技术保障。
明天:主动创造无限可能
从2018年“水基温控固化堵漏”单项技术,到2024年“温控固化”系列技术,历经七载春秋、克服重重挑战,温控固化堵漏技术终成钻井利器,将“中国(上海)国际发明创新展览会”金奖、“全国发明展览会技术创新大赛”银奖等多项荣誉揽入囊中。团队从基础研究、产品研发、现场应用等关键环节,构建了原料采购、产品销售、技术服务的全生命周期产业链,也培养了一批堵漏领域研发与应用的高新技术人才。温控固化堵漏技术实现了“国内有影响、海外有声音”,彰显了川庆公司科技创效的领先地位。
但钻采院堵漏攻关团队并没有满足于眼前的成就。
接到温控固化堵漏技术在阿姆河气田成功应用的好消息时,林冲博士正远赴湛江进行技术交流。2024年10月,中海油湛江分公司正四处寻找海上堵漏技术利器,林冲介绍的温控固化堵漏技术让他们眼前一亮。特别是温控固化气滞塞封隔技术,直接成为会场讨论聚焦点。这场交流让林冲深切体会到,外部市场对创新技术的渴望无比迫切。他带着甲方生产需求回到院里,和团队继续优化配方、改进工艺,正努力把创新成果从陆地钻井领域推向海洋钻井领域。
此外,堵漏攻关团队还瞄准“井筒AI建设”长远攻关方向,策划AI钻井液工程师专家决策系统、万米特深井复杂井漏预防与治理等3~5年重点攻关技术,着手漏失层位诊断系统、基于EISC的堵漏作业支持系统、钻井液性能AI诊断决策系统等一项项科技攻关。
探索AI技术融入复杂井漏治理领域,力争为“数智川庆”建设提供新动能,为企业高质量发展贡献钻井液力量。“不久的将来,我们相信可以利用人工智能技术实现堵漏治理智能决策。”钻采院堵漏攻关团队始终坚信,创新的力量可以改变一切。未来,他们将继续把握科技之剑、走好前行之路,把“能源饭碗”牢牢端在自己手中。
单位:钻采工程技术研究院
作者:王兰 程阿师 王若蓝