[01570556]海上超低压油气田钻完井关键技术与应用

海上油气平台工程投资浩大、空间狭小,受成本和环境限制,开发井网部署不及陆上完善,一般情况不进行补充地层能量开采,导致开发过程中储层压力逐渐衰竭。目前中国南海海域已有20个主力油气田进入压力衰竭阶段,剩余油气储量仍有约6亿吨,若不实施调整增产,将发生严重的产能递减。压力衰竭导致储层“超低压、不同压力梯度同层”,造成钻完井过程中坍塌压力和破裂压力难以精确描述、井壁失稳情况多发;易出现井漏、卡钻等复杂事故,且储层伤害风险高;电缆式地层测试器粘卡发生率高,解卡难,耗时长;超低压储层诱喷返排难度高,尚未有成功案例,以致无法实现衰竭油气田剩余储量的经济有效开发。 自2009年起,中国石油大学（华东）、中海石油（中国）有限公司湛江分公司和中海油田服务股份有限公司经过多年攻关与实践,研发出了具有自主知识产权安全高效的海上衰竭油气田钻完井关键技术,主要技术创新成果如下： （1）构建了衰竭储层井壁稳定分析技术。基于岩石力学实验、生产动态和测井资料,揭示了压力衰竭对岩石力学参数、地应力的影响规律,建立了考虑储层压力衰竭影响的坍塌和破裂压力精准计算模型,精准预测了调整井的坍塌压力和破裂压力; （2）开发了大压差下安全钻井及储层保护技术。研发了油润湿石墨、纳米纤维等材料协同封堵油基钻完井液体系,以及水润湿纳米纤维、超细碳酸钙等协同封堵、易酸溶的低/无粘土相水基钻完井液体系,解决了低压力系数（最低0.27）和高钻井压差（最高38MPa）下安全钻井和储层伤害难题,渗透率恢复值达98.5%; （3）创建了地层测试仪器解卡技术。发明了异向推靠自动解卡装置,开发了解卡短节控制系统和单测系统,实现了井下仪器即时自主解卡,保障了电缆式地层测试仪器的作业安全,与国内外常规的穿心打捞解卡技术相比,每次解卡节省作业时间2-3钻井船天; （4）研发了海上超深连续油管注氮诱喷返排技术。建立了海上诱喷临界压差与连续油管最小下入深度计算模型,编制了连续油管注氮诱喷控制系统,实现了连续油管的精准下入,突破了1.75英寸变壁厚连续油管7000米海上作业能力,目前最大实施作业井深6154m、最低孔隙压力系数0.27,一次诱喷成功率100%。 该成果获得已授权发明专利13件（其中加拿大专利1件）、实用新型专利16件、软件著作权2件,发表论文56篇。成功应用于南海11个油气田301口调整井的钻完井作业,动用储量5618万吨,95.5%生产井超过油藏配产要求,实现了油气田的安全高效、高产稳产,近三年创造直接经济效益48.31亿元,间接经济效益68.50亿元,支撑了海上衰竭油气田的安全高效开发,同时该成果推广应用于国内外渤海、东海、伊拉克Missa等油气田,使我国衰竭油气田钻完井技术进入了世界先进行列,助推了国家 “一带一路”能源战略的实施。石油工程界知名学者孙金声院士等权威专家鉴定认为该成果总体达到了国际先进水平,其中衰竭储层坍塌/破裂压力精准计算和异向推靠即时自主解卡技术达到国际领先水平。