智慧油田，科技先行。
4月，隨著瑪湖金龍2井區(qū)JLHW2039井場(chǎng)壓裂車(chē)組的轟鳴聲逐漸停歇，水平井套管外敷光纜部署長(zhǎng)度達(dá)5122米、避射成功率達(dá)100%，創(chuàng)兩項(xiàng)國(guó)內(nèi)紀(jì)錄。
這標(biāo)志著新疆油田首口水平井橋塞分壓管外光纖監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)獲得圓滿(mǎn)成功，新疆油田非常規(guī)油氣高效益開(kāi)發(fā)又添一件新“利器”。
這根安裝在套管外部的光纜，可以感知聲波、溫度的微小變化，從前期壓裂到正式生產(chǎn)，不僅可為油田生產(chǎn)區(qū)塊壓裂方案設(shè)計(jì)及主控參數(shù)優(yōu)化明確方向，還能為生產(chǎn)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)提供可靠依據(jù)。
為了這一天，工程技術(shù)研究院（監(jiān)理公司）（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“工程院（監(jiān)理公司）”）奮戰(zhàn)了三年。
迎難而上誓破難關(guān)
目前，我國(guó)非常規(guī)油氣占全國(guó)累計(jì)探明油氣儲(chǔ)量的41%，非常規(guī)油氣產(chǎn)量占油氣總產(chǎn)量的20%，國(guó)內(nèi)油氣資源開(kāi)發(fā)已進(jìn)入常規(guī)和非常規(guī)并重的階段。
水平井密切割體積壓裂正是非常規(guī)油氣藏開(kāi)發(fā)的主體技術(shù)之一。實(shí)現(xiàn)壓裂過(guò)程中各簇改造效果實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，對(duì)壓裂方案及設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化具有重要意義，然而，之前的諸多常規(guī)壓裂監(jiān)測(cè)手段已不能滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)需求。
自20世紀(jì)90年代以來(lái)，光纖傳感技術(shù)以靈敏度高、抗電磁干擾性能好等優(yōu)勢(shì)，被迅速應(yīng)用于油氣田勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。國(guó)際油服公司聯(lián)合光纖傳感供應(yīng)商先后開(kāi)發(fā)水平井套管外敷光纖壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)，在北美多個(gè)油田取得了良好的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果，尤其是在新區(qū)塊規(guī)模開(kāi)發(fā)前對(duì)主體壓裂工藝和施工參數(shù)確定方面發(fā)揮了重要作用。
在水平井套管外敷光纖壓裂監(jiān)測(cè)應(yīng)用方面，國(guó)外企業(yè)壟斷技術(shù)，對(duì)我國(guó)保持技術(shù)封鎖，購(gòu)買(mǎi)服務(wù)大包費(fèi)用昂貴、約束條件苛刻，隨著生產(chǎn)需求的日漸迫切，亟待開(kāi)展相關(guān)探索研究。
明知山有虎，偏向虎山行。
2018年，在新疆油田公司統(tǒng)一部署下，工程院（監(jiān)理公司）依托中石油股份公司重大科技專(zhuān)項(xiàng)，成立了由工程院（監(jiān)理公司）技術(shù)總負(fù)責(zé)，工程技術(shù)處、開(kāi)發(fā)公司組織協(xié)調(diào)，勘探開(kāi)發(fā)研究院、重油開(kāi)發(fā)公司、中油測(cè)井新疆分公司、西部鉆探等多家單位組成的聯(lián)合實(shí)施項(xiàng)目組，瞄準(zhǔn)開(kāi)展水平井套管外敷光纖壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)攻關(guān)系統(tǒng)研究，重點(diǎn)攻關(guān)長(zhǎng)水平段光纜安全入井、管外光纜精準(zhǔn)定位等關(guān)鍵技術(shù)難題。
克服萬(wàn)難確定方案
難！難！難！
水平井裸眼井壁不規(guī)則、套管與井壁間隙小，外敷光纜入井過(guò)程中被刮蹭、被磨損的情況無(wú)法避免，光纜下入過(guò)程中不允許套管轉(zhuǎn)動(dòng)、頓鉆……井況復(fù)雜，稍有不慎整個(gè)項(xiàng)目都會(huì)功虧一潰。
面對(duì)重重難關(guān)，工程院（監(jiān)理公司）沒(méi)有放棄，反而以更昂揚(yáng)的狀態(tài)投入到工作中去。
一方面，該院技術(shù)人員多次深入井場(chǎng)實(shí)地，征求鉆井、固井、泥漿等一線(xiàn)技術(shù)人員意見(jiàn)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)可能存在的井控風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，共商最佳解決措施，不斷提升工程設(shè)計(jì)方案的可操作性。
另一方面，工程院（監(jiān)理公司）積極開(kāi)展文獻(xiàn)調(diào)研，多渠道搜集國(guó)外施工照片、影像片段，深度揣摩推敲、剖析挖掘有用信息、尋求切入點(diǎn)，多次舉行油田公司方案審查會(huì)，反復(fù)技術(shù)論證，技術(shù)了解程度持續(xù)提高。
細(xì)處打磨、實(shí)處落地。2020年10月，一套飽含了該院技術(shù)人員心血的自主水平井套管外敷光纖監(jiān)測(cè)實(shí)施方案出爐了，新疆油田光纖壓裂監(jiān)測(cè)技術(shù)研發(fā)終于邁出了堅(jiān)實(shí)的第一步。
這一方案創(chuàng)新地形成了抗磨損耐沖擊鎧裝特種光纜、不同井段可穿越光纜保護(hù)扶正器、井口光纜雙級(jí)密封裝置等系列產(chǎn)品，改進(jìn)了工具結(jié)構(gòu)。特別是新方案采用了卡瓦式懸掛器的井口光纜側(cè)翼閘閥穿越工藝，與國(guó)外同類(lèi)技術(shù)相比，具有無(wú)需改變現(xiàn)有井控裝置、井控安全性高、現(xiàn)場(chǎng)易實(shí)施等優(yōu)勢(shì)。
光纜探測(cè)地面實(shí)驗(yàn)過(guò)關(guān)
該進(jìn)行光纜探測(cè)地面實(shí)驗(yàn)了！
與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)不同，橋塞分壓模式下要實(shí)現(xiàn)光纖監(jiān)測(cè)，就必須解決管外光纜方位精準(zhǔn)探測(cè)技術(shù)難題，避免光纜被射斷，確保光纖信號(hào)正常傳輸，為定向射孔的方位設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
工程院（監(jiān)理公司）認(rèn)真對(duì)比各項(xiàng)技術(shù)的適用性、可靠性，專(zhuān)門(mén)組織科研人員前往其他油田進(jìn)行實(shí)地觀摩學(xué)習(xí)，通過(guò)對(duì)3口井25天的持續(xù)跟蹤，深入了解不同技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用效果，最后優(yōu)選確定了磁方位探測(cè)技術(shù)。
可真開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，又遇到了可穿越光纜保護(hù)扶正器結(jié)構(gòu)磁通量探測(cè)值小、光纜方位無(wú)法解釋的突發(fā)狀況。
早有“攔路虎”處理經(jīng)驗(yàn)的該院科研人員沒(méi)有放棄，及時(shí)組織多方討論，優(yōu)化確定了質(zhì)量偏心可穿越光纜扶正器結(jié)構(gòu)，并積極與廠家溝通協(xié)調(diào)模具、樣機(jī)加工周期，鉚足氣力趕時(shí)間。
經(jīng)過(guò)3輪結(jié)構(gòu)改進(jìn)和70余組地面反復(fù)實(shí)驗(yàn)，光纜探測(cè)地面實(shí)驗(yàn)取得實(shí)質(zhì)性成功，滿(mǎn)足了油田公司現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度要求。
考慮到定向射孔存在裂縫起裂困難的實(shí)際情況，工程院（監(jiān)理公司）組織開(kāi)展了不同方位工況下的光纜抗震地面實(shí)驗(yàn)，結(jié)合光纖數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果，論證制定了設(shè)計(jì)原則，最大程度確保光纜避射與裂縫起裂兩者兼顧，為下一步現(xiàn)場(chǎng)壓裂監(jiān)測(cè)正常施工提供了技術(shù)保障。
創(chuàng)兩項(xiàng)國(guó)內(nèi)紀(jì)錄
試驗(yàn)方案達(dá)到預(yù)期目標(biāo)！
2021年10月19日，歷時(shí)近3年持續(xù)攻關(guān)，在測(cè)試、管柱、鉆井、壓裂等多專(zhuān)業(yè)協(xié)同聯(lián)動(dòng)下，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件終于齊備。
新疆油田瑪湖金龍2井區(qū)JLHW2039首口試驗(yàn)井，注定載入工程院（監(jiān)理公司）科技創(chuàng)新的史冊(cè)。
為確保這口試驗(yàn)井的順利實(shí)施，全體科研人員提前進(jìn)駐井場(chǎng)，對(duì)入井材料的種類(lèi)、數(shù)量進(jìn)行仔細(xì)核實(shí)，確保無(wú)遺漏。
在13天的井筒準(zhǔn)備和光纜入井過(guò)程中，技術(shù)人員明確崗位職責(zé)，不斷梳理關(guān)鍵環(huán)節(jié)，晝夜輪班駐井值守，時(shí)刻跟蹤鉆井進(jìn)度，優(yōu)化調(diào)整通井管柱組合、嚴(yán)格控制遇阻噸位，及時(shí)排查處理風(fēng)險(xiǎn)隱患，保證井眼通暢、光纜正常入井。
2021年11月2日，JLHW2039試驗(yàn)井光纜成功入井。
2021年11月25日，JLHW2039試驗(yàn)井順利完成光纜方位探測(cè)。解釋結(jié)果表明：光纜方位一致性強(qiáng)、無(wú)明顯扭轉(zhuǎn)，光纜入井質(zhì)量控制可靠。
今年4月，該試驗(yàn)井13段57簇的定向射孔和壓裂施工按計(jì)劃圓滿(mǎn)完成。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查測(cè)算，JLHW2039試驗(yàn)井水平井套管外敷光纜部署長(zhǎng)度達(dá)5122米，全井段未發(fā)生光纜射斷現(xiàn)象，避射成功率達(dá)100%，創(chuàng)兩項(xiàng)國(guó)內(nèi)紀(jì)錄！試驗(yàn)光纖監(jiān)測(cè)可視化軟件現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示了橋塞坐封丟手、分簇射孔、投球落座和不同階段各簇進(jìn)液等典型事件動(dòng)態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)了各簇改造、暫堵轉(zhuǎn)向及橋塞密封等效果的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)，及時(shí)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)措施調(diào)整10余次，達(dá)到了試驗(yàn)方案的預(yù)期目標(biāo)。
三年磨一劍，一朝試鋒芒。
新疆油田首口水平井橋塞分壓管外光纖監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的成功，標(biāo)志著工程院（監(jiān)理公司）突破了國(guó)際前沿“卡脖子”技術(shù)，大幅提高了光纖傳感技術(shù)在油氣田開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的應(yīng)用水平，為新疆油田非常規(guī)油氣高效益開(kāi)發(fā)打造了一新“利器”，將在推廣“大井叢、平臺(tái)式、工廠化”“水平井+體積壓裂”建產(chǎn)模式，推進(jìn)瑪湖、吉木薩爾等重點(diǎn)區(qū)塊整體高效開(kāi)發(fā)中發(fā)揮積極促進(jìn)作用。
本篇圖片由工程技術(shù)研究院（監(jiān)理公司）提供