中海油日前在南海西部成功钻探一口超高温高压井,获良好油气显示,展示了我国南海海域深层良好勘探潜力。
据了解,这口井部署在南海西部莺琼盆地4000米处,地层温度近200℃,实钻压力系数2.25。石油行业通常把温度达200℃以上、压力系数大于2.0,称为超高温高压。在超高温高压地层钻井,风险大、时效低、成本高,属世界行业难题和技术攻关前沿。
“该井的成功钻探,验证了公司近年强化攻关形成的超高温高压地层钻完井等系列技术的有效性,对进一步勘探开发南海西部深层油气、推进万亿大气区体系建设具有重要意义。”中海油有限公司湛江分公司(下称湛江分公司)总工程师李中说。
超高温高压“猛于虎”
“相比墨西哥湾、北海的超高温高压,莺琼盆地4000米左右的深层地质特征更加复杂。”李中说,“莺琼盆地深层起压深度浅、压力上升快、压力窗口窄、绝对压力大。比如,近期钻探的这口井的压力,压力系数达2.25,相当于860个大气压,为家用高压锅压力的500倍。”
南海地处三大板块交汇,地质构造极其复杂,是世界公认的三大海上高温高压区域之一。再加上南海高温高压作业区远离后勤基地、气候环境恶劣台风频发,使得钻完井作业难度更大、风险更高。莺琼盆地深层温度同样上升更快,温度值高,而且该海域台风频繁。正因为如此,钻超高温高压井,对钻具、钻井液、水泥浆的性能,及作业方案、人员能力提出更高挑战。“作业时仍极易诱发井壁失稳、漏失、井喷甚至船毁人亡等事故。”
国外对超高温高压钻井进行过很多技术努力。比如钻井、井控方面,通过应用压力控制钻井提高井控能力;井下工具方面,开发更耐用的密封技术,提高随钻工具的耐温能力等。
“尽管如此,国外在超高温高压勘探开发中,依然事故不断。2010年世界最大海上钻井平台“深水地平线”在美国墨西哥湾沉没,就与在该海域进行超高温高压作业有关。”
多项攻关形成技术保障体系
上世纪80年代开始,中海油与6 家具备丰富高温高压经验的国际石油公司合作,在该区域钻井15 口,由于地质条件复杂,温压环境严酷,导致钻井事故频发,外方相继退出。一时间,南海高温高压钻井几乎成了不可企及的技术禁区。
“没有老外,我们自己干,誓要拿下南海大气田”。至上世纪90年代,在充分总结外方经验教训的基础上,中海油开始了自主勘探。但受限于技术,当时钻探一口高温高压井需要200天的漫长作战,到2010年只作业了9口井。
对此,“十二五”开始,中海油湛江分公司以国家863、重大专项为依托,不断总结钻完井经验并结合科研技术攻关,积淀出一套适用南海高温高压特点的钻完井技术体系。比如,首次揭示了南海异常高压的形成机理及高温对压力窗口的影响规律,创立了多源多机制压力预测方法。
这套技术体系十分见效,相比最初钻探一口探井动辄200多天,耗费上亿,2010年以后作业一口高温高压探井,只需要40多天,成本大幅下降。
得益于技术的进步,直到2014年,钻探31口高温高压井,相继在东方区、崖城区和陵水区发现了5个大中型气田。2015年,中海油还成功开发了高温高压气田东方1-1一期,产能超过预期,表明我国首次攻克了海上高温高压气田开发的世界级难题。
在此基础上,中海油湛江分公司更进一步,将勘探“触角”伸向超温高压。但难度更大。对此,湛江分公司进行了全方位深入钻完井等科研攻关,已形成6项安全控制技术、4项优质作业技术、3项高效作业技术,为超高温高压井的安全、钻井提供了保障。
为推进“大气区”建设提供重要支撑
去年,湛江分公司在莺琼盆地超高温高压最典型的部位部署一口探井。作业前该公司充分预估风险,完善应急预案,做好技术交底;10月20日开钻后精细操作,专家24小时远程指导,使得该井1月18日安全完钻,并取全了气样等资料。这口井完钻深度4235米,建井周期仅为90天,为同类井历史最好。湛江分公司化验该井气样,品质好。
这口探井的突破,点燃了中海油加大南海西部深层超高温高压天然气勘探的信心。
“今后我们还将加大力度,推进超高温高压领域的勘探,以发现更多气田,助力南海大气区建设。”李中说。
上世纪80年代,国务院原副总理、石油工业部部长康世恩提出,在海上寻找万亿大气区。几十年来,中海油追逐这一梦想的脚步从未停歇。近年已在南海西部发现陵水17-2等一批天然气田,极大地夯实了大气区建设的基础。
“此次超高温高压气藏的发现,使得大气区建设的储量基础进一步夯实,但亟待更大突破。”李中还指出,湛江分公司将依托“十三五”中海油总公司重大专项“南海高温高压钻完井技术研究”,深入开展4个课题的攻关,即莺琼盆地高温高压钻井关键技术研究;钻完井液、固井工艺研究与应用;完井和测试关键技术研究;钻完井、测试安全技术研究。
“一旦攻克这些核心关键问题,南海深层超高温高压领域更多的油气将走向我们!”李中说。
