成果簡(jiǎn)介

　　2017年8月6日，中國石化位于塔里木盆地的順北油氣田“順北評(píng)2H井”完鉆井深達(dá)8433米，創(chuàng)下當(dāng)年亞洲最深井、最深定向井兩項(xiàng)紀(jì)錄，這是繼順北評(píng)1H井以井深8430米創(chuàng)亞洲最深井、最深水平井紀(jì)錄后，傳來的又一喜訊。這也標(biāo)志著中國油氣田超深井鉆井技術(shù)走在了世界前列。

　　順北油氣田位于塔里木盆地中西部，是中國石化在碳酸鹽巖海相石油勘探的新發(fā)現(xiàn)，已探明資源量達(dá)17億噸，其中石油12億噸、天然氣5000億立方米。順北油氣田具有超深、超高壓、超高溫的特點(diǎn)，儲(chǔ)層平均埋藏深度超過7300米，是世界上埋藏最深的油氣藏之一。中國石化在順北油氣田超深井鉆探中，加大科技攻關(guān)力度，攻克了一系列世界級(jí)技術(shù)難題，形成了超深井石油工程創(chuàng)新集成技術(shù)。2016年發(fā)現(xiàn)至今，順北油氣田不斷刷新亞洲陸上最深定向井鉆探紀(jì)錄。

歷史背景

　　1997年，中石化在塔里木盆地發(fā)現(xiàn)了塔河油田——沙46井和沙48井噴出高產(chǎn)油氣流。經(jīng)過十多年的發(fā)展，塔河油田成為國內(nèi)陸上十大油田之一，也是中石化最主要的原油增長(zhǎng)區(qū)和接替區(qū)。

　　中石化西北油田分公司在塔河油田勘探開發(fā)中取得了不少寶貴經(jīng)驗(yàn)。2004年，為了解決國家能源可持續(xù)發(fā)展問題，西北油田分公司提出“塔河之下找塔河，塔河之外找塔河”的勘探工作目標(biāo)。盡管勘探人員在廣大的塔里木盆地上四處尋找，但發(fā)現(xiàn)順北油氣田的歷程并不那么一帆風(fēng)順。

　　首先是順北油氣田是目前國際上埋藏最深的油藏，國內(nèi)外都沒有成熟的勘探理論可以借鑒。要摸清順北地區(qū)的油藏規(guī)律，需要很長(zhǎng)一段時(shí)間的實(shí)踐和理論探索。

　　其次是在2006年，中石化西北分公司部署了井深高達(dá)8408米的塔深1井以及于奇6井和塔深2井，遺憾的是，都沒有取得預(yù)期的效果。2010年，盡管玉北1井取得了工業(yè)油氣流，隨后部署的順南1井也有重大油氣發(fā)現(xiàn)，但噴出的油氣流卻并未達(dá)到工業(yè)油氣流標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過一系列的分析研究，石油地質(zhì)學(xué)家通過強(qiáng)化三維地震資料研究、儲(chǔ)層預(yù)測(cè)研究，認(rèn)為該地區(qū)不是無油可找，而是要換一種思路。順北油田的深大斷裂帶具有“控儲(chǔ)、控藏、控富”油氣富集模式和“近源供烴、斷縫輸導(dǎo)、三元控儲(chǔ)、喜山成藏、斷儲(chǔ)控富”成藏模式。根據(jù)這一特點(diǎn)，西北分公司部署了順南4井、順南5井、順托1井，均獲得了成功。2015年，科研人員在順北1-1H井獲得高產(chǎn)油氣流，通過勘測(cè)順北1-1H井所在的斷裂帶，部署了6口滾動(dòng)評(píng)價(jià)井，均獲得了高產(chǎn)油流，順北油田被發(fā)現(xiàn)。

創(chuàng)新歷程

　　雖然順北油氣田已探明資源量驚人，但開采起來卻并不那么容易。
順北油氣田為奧陶系碳酸鹽巖裂隙—洞穴型油藏，原油品質(zhì)高，但油氣田油層厚度超大，平均埋藏深度超過7300米，具有超深、超高壓、超高溫等特點(diǎn)，是亞洲陸上最深油氣田。塔里木盆地受斷裂運(yùn)動(dòng)影響，地層復(fù)雜，還存在易漏失、易垮塌、超深定向困難等特點(diǎn)，需鉆直井后側(cè)鉆溝通儲(chǔ)集體，技術(shù)思路是“由堵轉(zhuǎn)防”，使用聚合物凝膠、竹纖維等堵漏材料，優(yōu)化形成隨鉆封堵防漏配方。

　　順北評(píng)2H井采取的是超深小井眼側(cè)鉆水平井技術(shù)。這一地區(qū)油氣埋藏深，巖石強(qiáng)度大、可鉆性差，導(dǎo)致機(jī)械鉆速低，因此要選取聚晶金剛石復(fù)合片鉆頭，采用分層提速鉆井技術(shù)。另外，在8000米深的定向井里，井底溫度很高，鉆具耐受不了高溫，幾乎像面條一樣軟，控制和深入挖掘十分困難。鉆井人員使用了抗高溫隨鉆測(cè)量?jī)x器與螺桿鉆具，又對(duì)鉆井施工參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，制定了降摩減阻技術(shù)，終于實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)。

　　與此同時(shí)，為了保護(hù)環(huán)境，傳統(tǒng)的采油方法是讓油和水一起上到地面，然后令油水分離，再將地下水重新送回地下。但在平均7000米的深井作業(yè)，地下水一上一下的做法無疑提升了成本。油田技術(shù)人員采取的新方法是，使用自適應(yīng)調(diào)流控水技術(shù)，讓油和水在井下就實(shí)現(xiàn)分離，吸油嘴吸入水和油后馬上就進(jìn)行油水分離，水分流到井下，不必再送上地面，而油則通過輸送管道到達(dá)地面。

重大意義和深遠(yuǎn)影響

　　在順北評(píng)2H井之后，順北油氣田不斷有捷報(bào)傳來，多次產(chǎn)生新的世界奇跡：2018年9月19日，順北油氣田蓬1井完鉆井深8450米，一舉刷新了順北評(píng)2H井創(chuàng)造的亞洲大陸斜深最深井記錄；2019年2月14日，順北5-5井完鉆深度8520米；2019年2月25日，順北油氣田順北鷹1井完鉆深度達(dá)8588米，標(biāo)志著我國已經(jīng)系統(tǒng)掌握世界先進(jìn)的超深井技術(shù)；2020年7月，順北55X井完鉆井深8725米；2020年10月26日，順北53-2H井完鉆井深達(dá)8874.4米，創(chuàng)亞洲最深定向井記錄，超過世界第一高峰珠穆朗瑪峰29.97米。上述這些輝煌，證明了西北油田已經(jīng)完全掌握了世界領(lǐng)先的超深井鉆井技術(shù)，為西北油田能源開發(fā)向超深領(lǐng)域挺進(jìn)提供了有力支撐。