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地下“动车”助气田高效低成本开发

日期:2019-08-09    来源:中国石化新闻网  作者:戴莹 谭显庆

国际燃气网

2019
08/09
10:08

关键词: 气田 页岩气开发 页岩气井

     “在焦页30-S1HF井,我们利用地下‘动车’,成功将射孔枪送到井底完成射孔施工,创造了牵引距离达3008米的全国施工纪录。”8月8日,江汉石油工程测录井公司牵引器技术服务中心负责人顾培文开心地说。
 
    顾培文口中的地下“动车”,指的是他们自主研发的大功率牵引器,它可以输送仪器至页岩气井长水平段深处,完成各类特色测井、射孔等施工任务,并能帮助解决压裂过程中的复杂工程情况。
 
    目前,地下“动车”在涪陵页岩气田累计完成500口气井的施工任务,为页岩气开发节约大量工程费用,助力气田高效低成本开发。
 
    打破国外垄断,研发第三代国产化牵引器
 
    页岩气长水平段钻井是“先竖后横”,垂直钻进3000米左右,再在地底下开一条水平方向的 “横井”,这条“横井”水平段目前通常2000米以上,仪器无法依靠自身重力下放到“横井”底部,必须有输送设备将它们送至井底。
 
    而牵引器是一种操作方便、安全系数大的输送设备,它依靠地面控制器发出的指令,像一辆灵巧的动车,将仪器输送到指定位置,顺利完成施工任务。
 
    记者眼前的牵引器,呈长圆筒状,直径80毫米,长7米,从侧面看去,只有一个橙子大小。
 
    “这是我们研发的第三代国产化产品了,别看它个子不大,能耐不小,它在套管里牵引仪器或设备,既能拖,还能拽,最大负载达到1.1吨,打个比方,体重100公斤的胖子,它能够带上10个,跑得依旧有力,动力十足。”顾培文亲昵抚摸着牵引器介绍。
 
    神奇的地下“动车”在研发道路充满了辛酸。
 
    最初,公司牵引器研发团队只能眼巴巴地看国外公司的牵引器在页岩气田“表演”,想观摹学习国外先进的牵引器技术,却只允许远看施工井场,现场装备不能靠近,核心技术更是只字不提……
 
    为了冲破国外技术壁垒,测录井公司决定研发具有自主知识产权的国产牵引器,他们与相关院所合作,于2013年开发了第一代国产化牵引器,在接下来的多年里,他们在实践中不断改进研发,形成6大特色水平井输送技术,居国内领先水平,广泛应用于国内各油气勘探区域。
 
    目前测录井公司已研制出第三代牵引器产品,获得国家专利6项,并形成研发、制造、销售、服务“四位一体”格局,计划往国内外市场销售。
 
    改进技术,施工纪录成为“易碎品”
 
    去年3月18日,测录井公司采用大功率牵引器完成了焦页2-5HF井固井质量测井任务,将仪器从2760米牵引至5902米,刷新了牵引距离3142米的国内纪录。
 
    这是测录井公司不断改进技术,让施工纪录成为“易碎品”的一个典型事例。
 
    近两年,涪陵页岩气井的水平段越来越长,要让牵引器冒着90℃以上的井筒高温,拖着因水平段不断增长而导致的越来越长、越来越重的电缆负重前行,不论是材料选择上,还是牵引系统、吊装?;は低?、控制装置等改进上,都存在很多难点。
 
    公司不惧挑战,不断与技术难点“较劲”,持续加大技术改进力度。他们改进牵引器驱动电路,设计和改进了?;さ缏?,让地下“动车”的牵引力更加强劲,电路运行更加平稳;他们将牵引方式由弹簧机械式改为液压式,提高推送动力和越障能力;他们不断增加牵引器段数,现在,一个牵引器可挂接4个牵引段,“还可延长牵引段,像动车组一样,挂接多个车箱,提高牵引能力。”顾培文说。
 
    焦页88-2HF井最大井斜达106.75度,要进行牵引施工,就是让地下“动车”一路在上倾的陡坡上前行,施工难度极大。为不让牵引器顺坡下滑,技术人员增设刹车短节,增加牵引轮内部柔韧性和表面硬度,加大了牵引轮与套管壁的接触面积,使牵引轮的“巴地力”更强,摩擦力变大,出色地完成该井的施工,创造国内牵引器施工最大井斜纪录。
 
    截至目前,测录井公司创造并保持着20多项全国及中石化纪录,地下“动车”战绩显赫。
 
    推行牵引器射孔技术,提高效率降低成本
 
    随着牵引器技术的越来越成熟,公司一班人考虑,能否充分发挥地下“动车”的优势,持续扩大牵引器技术的应用领域?于是牵引器射孔技术成为公司扩大应用领域的首选。
 
    在此之前,国内传统的射孔方式为连续油管传输射孔,不但施工周期长,施工成本高,而且在超长水平井中容易出现连续油管自锁等问题,给射孔作业带来不小的阻碍。
 
    公司创新思路,将牵引器与多级射孔施工相融合,在国内率先研发牵引器输送射孔技术,解决连续油管射孔的技术“瓶颈”。
 
    由于射孔枪在套管内点火爆炸,冲击力非常大,对牵引器安全性能、抗震性能提出了很高的要求,技术人员天天“泡”在井场和工房,反复开展改进试验,他们加装了安全短节,通过物理法隔离牵引器与射孔工具串,优化了高电压防护系统和短路?;は低?,制订严格的岗位作业指导书,终于取得了现场应用实验的成功。
 
    公司信心满满,于去年5月21日,首次在涪陵页岩气田焦页86-1HF井进行牵引器射孔施工,技术攻关项目组认真抓好关键节点管控,严格执行“一串2簇”的施工要求,使回拖、校深、点火一气呵成,优质安全完成施工任务,施工周期减少了50%,施工成本下降70%。
 
    焦页82-2HF井井筒内带沙,在第2、7、10段压裂施工中遇到了泵送射孔超压的难题,用常规技术手段无法解决,公司成功运用牵引器射孔技术,打开地层通道,解决了工程复杂情况,促进该井优质完成压裂施工。
 
    “牵引器射孔技术具有工效高、成本低、精度高等优势,是页岩气开发技术中的‘利器’。”顾培文说,“目前,我们在涪陵气田已累计运用60多井次,助力气田高效低成本开发。”

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