□張 琳 王玉鵬

這里，部署有中國石化首部“一鍵式”人機(jī)交互自動化鉆機(jī)，設(shè)備國內(nèi)領(lǐng)先；

這里，創(chuàng)新應(yīng)用60余項(xiàng)鉆井新技術(shù)、新工藝，收獲碩果滿滿；

這里，實(shí)現(xiàn)二開311.2毫米大井眼日進(jìn)尺1650米，刷新全國紀(jì)錄；

這里，鉆完井周期從180多天縮短到29.5天，打出“勝利速度”；

…………

近日，勝利濟(jì)陽頁巖油國家級示范區(qū)牛頁一區(qū)試驗(yàn)井組最后一口井順利完鉆。歷經(jīng)一年多的探索攻堅(jiān)，該井組優(yōu)質(zhì)高效完成全部20口井12.23萬米進(jìn)尺，用一組組亮眼指標(biāo)，交上了一份保障國家能源安全的高分答卷。

突破“不可能”，

形成勝利頁巖油鉆探技術(shù)新版本

牛頁一區(qū)試驗(yàn)井組建設(shè)伊始，“突破”就成為關(guān)鍵詞。

從常規(guī)油氣儲層到致密油氣儲層，再到頁巖油氣儲層，隨著國內(nèi)上游勘探開發(fā)對象逐步向復(fù)雜深層轉(zhuǎn)移，井越打越深，油越找越難。而勝利頁巖油優(yōu)質(zhì)資源量占比低、埋藏深、巖層厚、壓力高、溫度高、斷層多等特點(diǎn)，更讓開采難度倍增。

這一點(diǎn)在施工時效上可見一斑：自2020年揮師頁巖油鉆探新領(lǐng)域以來，黃河鉆井雖先后打成樊頁平1井、牛頁1-1HF井、豐頁1HF井等10余口勝利頁巖油發(fā)現(xiàn)井，但是普遍鉆井周期都高達(dá)120余天。

井下情況復(fù)雜多變、施工周期長，讓規(guī)模建產(chǎn)和效益開發(fā)無從談起。為徹底扭轉(zhuǎn)這一局面，勝利石油工程在牛頁一區(qū)試驗(yàn)井組大膽確立了“鉆完井周期40天”的目標(biāo)。

從120余天到40天，周期縮短2/3，聽起來像是不可能完成的任務(wù)。但是，正如勝利石油工程副總政工師兼黃河鉆井公司黨委書記、副經(jīng)理王國華所言，“要想鉆透‘鐵板’擠出油，沒有捷徑可循，只有技術(shù)創(chuàng)新一條路”。

黃河鉆井抽調(diào)骨干組建頁巖油專家組，集中力量開展技術(shù)攻關(guān)。針對超過170攝氏度的井下高溫，技術(shù)人員深入現(xiàn)場，反復(fù)研究措施，創(chuàng)新提出在循環(huán)罐上開窗，并加裝耐油閘門和降溫裝置的思路。這樣不僅可最大限度冷卻鉆井液，降低井底儀器環(huán)境溫度，提高儀器穩(wěn)定性，而且解決了高溫條件下鉆井液性能下降嚴(yán)重的問題。

面對三開施工鉆遇裂縫風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)致涌漏同層、地層壓力高、泥漿密度可調(diào)整范圍小等一系列技術(shù)難題，他們大膽應(yīng)用精細(xì)控壓裝置，制定了確保井底當(dāng)量密度稍高于地層壓力，使鉆進(jìn)過程保持微漏狀態(tài)的措施。這是“控壓施工”在頁巖油井的首次應(yīng)用，在一舉解決涌漏問題的同時，也為其他區(qū)塊頁巖油井施工提供了可借鑒經(jīng)驗(yàn)。

為擴(kuò)大“四提”成效，黃河鉆井以牛頁一區(qū)試驗(yàn)井組為試點(diǎn)，建立起頁巖油地層專項(xiàng)技術(shù)模板，加強(qiáng)懸重、扭矩、水力參數(shù)等數(shù)據(jù)的模擬分析，先后試驗(yàn)確定了“超級馬達(dá)+旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向、雙向扭擺+水力振蕩器+大扭矩螺桿+獅虎獸鉆頭”的提速工具組合，以及“鉆塞+鉆進(jìn)”“造斜段+水平段”兩個“一趟鉆”工程，不斷探索符合勝利頁巖油特點(diǎn)的工藝技術(shù)流程，逐步建立起勝利頁巖油專屬的鉆井“學(xué)習(xí)曲線”。

2022年5月27日，井組一號機(jī)組創(chuàng)出二開鉆進(jìn)311.2毫米大井眼日進(jìn)尺1620米的全國紀(jì)錄。僅僅5天之后，這一紀(jì)錄又被二號機(jī)組改寫。最終，井組中先后有4口井創(chuàng)出同類井眼日進(jìn)尺“一英里”的高指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了深層定向一周內(nèi)完鉆。特別是牛頁1-3-501HF井，鉆井時效由同類型井的不足30%提高到60％以上，機(jī)械鉆速達(dá)到勝利頁巖油最高的19.1米/時，鉆完井周期29.5天，在該平臺首次實(shí)現(xiàn)了三開“一趟鉆”和月交井的目標(biāo)。

“經(jīng)過牛頁一區(qū)試驗(yàn)井組的探索實(shí)踐，我們已經(jīng)完成了頁巖油鉆井技術(shù)從1.0到2.0版本的迭代升級?！秉S河鉆井公司副經(jīng)理王海斌介紹，“這也為勝利頁巖油后續(xù)規(guī)模開發(fā)提供了有力技術(shù)支撐?！?/p>

挑戰(zhàn)“從未有”，

建立工廠化生產(chǎn)組織運(yùn)行新標(biāo)準(zhǔn)

為保障項(xiàng)目順利運(yùn)行，牛頁一區(qū)試驗(yàn)井組在籌建之初就計(jì)劃部署4部70型電動鉆機(jī)同臺施工。可是，要將上萬臺設(shè)備“塞”進(jìn)僅有54畝的緊湊空間，并保證擺放合理、運(yùn)行順暢，是勝利黃河鉆井成立以來從未有過的經(jīng)歷。

“70型鉆機(jī)屬于大型鉆機(jī)，設(shè)備設(shè)施多、空間需求大，而現(xiàn)場僅長255米、寬140米。設(shè)備進(jìn)場順序、井架起放次序，都必須周密規(guī)劃，距離上精確到米、時間上精確到小時。只有這樣，才能使4部鉆機(jī)閃轉(zhuǎn)騰挪、進(jìn)退有度?！秉S河鉆井公司經(jīng)理、黨委副書記趙波說。

黃河鉆井借鑒大慶、長慶、涪陵等“井工廠”管理模式，結(jié)合井組實(shí)際，對成本和效率進(jìn)行最優(yōu)匹配，對區(qū)域和資源進(jìn)行最佳統(tǒng)籌，探索建立了“井工廠”這一各類生產(chǎn)資源的“共享圈”。

“‘井工廠’模式，對鉆井行業(yè)傳統(tǒng)理念、組織架構(gòu)帶來的是革命性變化?！壁w波說，“也只有這種模式，才能將頁巖油規(guī)模開采、高效開采、效益開采的理念發(fā)揮到極致，實(shí)現(xiàn)效率效益的雙增長?！?/p>

然而，改變延續(xù)多年的單機(jī)單隊(duì)運(yùn)行模式并非易事?！拔覀円龅牟皇恰?+1+1+1=4’，而是‘1+1+1+1>4’?！秉S河鉆井副總工程師顧曉強(qiáng)介紹。按照物資共享、建設(shè)集約、現(xiàn)場整潔、節(jié)約高效的理念，在井組設(shè)計(jì)之初，他們就對發(fā)電機(jī)組、駐井房擺放等進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，現(xiàn)場全部水泥硬化，并在澆筑基礎(chǔ)時預(yù)埋了能實(shí)現(xiàn)4部鉆機(jī)互通的倒?jié){管線和電纜線槽，確保4個機(jī)組之間隨時進(jìn)行鉆井液倒換等施工。

按照這種模式，井組實(shí)現(xiàn)了鉆井液處理劑集中存儲、應(yīng)急動力裝置統(tǒng)籌調(diào)用、生活營區(qū)統(tǒng)一管理，井場占地面積減少36%、生產(chǎn)班組人員壓減20%、人力資源優(yōu)化率高達(dá)30%。

運(yùn)行模式的改變也帶來了生產(chǎn)流程的變化。對此，作為項(xiàng)目黨支部書記的黃利民感受頗深：“以往我們的鉆井施工從開鉆到完井，都是連續(xù)性作業(yè)，但這個井組采用了批次開鉆的新流程。井組共部署20口水平井，每部鉆機(jī)施工5口，分成一開、二開、三開，以3個輪次進(jìn)行施工?！?/p>

“以一部鉆機(jī)為例，就是把5口井一開全部打完，再集中進(jìn)行二開作業(yè),二開全部完成后，再集中進(jìn)行三開作業(yè)?！秉S利民解釋，這種批次開鉆施工模式，將4部鉆機(jī)的生產(chǎn)流程從“串聯(lián)”變?yōu)椤安⒙?lián)”，批次開鉆、協(xié)同作業(yè)，大幅度減少了同類型鉆開施工環(huán)節(jié)的配鉆具、轉(zhuǎn)換鉆井液體系等作業(yè)時間，也為后續(xù)頁巖油井臺生產(chǎn)組織運(yùn)行提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒。

生產(chǎn)保障模式創(chuàng)新同樣為井組高效運(yùn)行提供了有力支撐。在勝利石油工程的牽頭運(yùn)行下，井組創(chuàng)新實(shí)施了勝利獨(dú)有、對標(biāo)世界領(lǐng)先油服公司的區(qū)塊建產(chǎn)“總包”模式，與采油廠、經(jīng)緯公司成立聯(lián)合項(xiàng)目組，一體化推進(jìn)項(xiàng)目運(yùn)行。專門設(shè)立的一體化決策中心可對鉆井進(jìn)度、運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤分析、實(shí)時監(jiān)控，確保了作業(yè)措施和技術(shù)指令直達(dá)現(xiàn)場、立竿見影。

立足“可復(fù)制”，

打造項(xiàng)目化安全高效生產(chǎn)新樣板

4部鉆機(jī)同臺施工，設(shè)備設(shè)施首尾相接、相互呼應(yīng)，每天有140多名員工在井場內(nèi)往來穿梭……這無疑對井組的安全管理提出了更高要求。

如何在大井組聯(lián)合作戰(zhàn)、多方配合的模式下，實(shí)現(xiàn)頁巖油井安全綠色低碳施工，為日后提供可復(fù)制、可借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)，是牛頁一區(qū)試驗(yàn)井組重點(diǎn)思考的問題。他們瞄準(zhǔn)“建設(shè)零違章國家級頁巖油示范區(qū)”目標(biāo)，把安全環(huán)保作為項(xiàng)目運(yùn)行中“先于一切、高于一切、重于一切”的頭等大事。

井組從補(bǔ)充完善安全監(jiān)管機(jī)制入手，創(chuàng)新實(shí)施“網(wǎng)格化”安全管理模式，通過擴(kuò)大覆蓋面、劃分小單元的方式，構(gòu)建起層次分明的四級網(wǎng)格，逐級監(jiān)督、逐級定責(zé)、提級問責(zé)，形成了權(quán)責(zé)明確、任務(wù)清晰、流程規(guī)范的安全監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了安全管理的無縫銜接。

有章可循，有禁必止。為時刻繃緊安全弦，井組創(chuàng)新采用會前安全“五分鐘”、風(fēng)險(xiǎn)隱患“放大鏡”、安全防范“小技巧”等安全警示教育形式，引導(dǎo)員工全面掌握崗位風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)點(diǎn)、嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程，使“做自己健康第一責(zé)任人”的理念深入人心。

與此同時，井組緊跟信息技術(shù)在安全領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用，將安全生產(chǎn)從“治”理轉(zhuǎn)向“智”理。他們積極推行安全預(yù)警監(jiān)測、誤操作防范等信息化技術(shù)革新，開發(fā)應(yīng)用人員管控系統(tǒng)，通過配備人員信息卡，對所有出入現(xiàn)場人員進(jìn)行身份識別、位置定位、軌跡追蹤，并配備危險(xiǎn)區(qū)域劃分、一鍵緊急呼救功能，實(shí)現(xiàn)井場內(nèi)所有人員動態(tài)化、可視化安全管理。

實(shí)現(xiàn)裝備本質(zhì)化安全，對于牛頁一區(qū)試驗(yàn)井組有著不同尋常的意義。項(xiàng)目開工建設(shè)前，勝利石油工程就為井組配備了4部國內(nèi)領(lǐng)先的70型電動鉆機(jī)，并配套自主研發(fā)的“勝利天工”動力貓道、二層臺機(jī)械手、自動鉆桿盒等自動化裝備，搭建了鉆井工藝工況數(shù)字孿生系統(tǒng)、MRO（維護(hù)、維修、運(yùn)行）物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等智能化模塊，徹底顛覆了傳統(tǒng)鉆井模式。

“學(xué)好、試驗(yàn)好、用好這些自動化裝備，為持續(xù)提升自主研發(fā)裝備的穩(wěn)定性、可靠性提供第一手資料，對于勝利頁巖油勘探開發(fā)提速提效具有重要意義?！秉S利民說。在井組應(yīng)用中國石化首部“一鍵式”人機(jī)交互自動化鉆機(jī)的安裝階段，項(xiàng)目人員與廠家技術(shù)人員密切配合，邊學(xué)邊干、反復(fù)驗(yàn)證，上百臺設(shè)備、上千條數(shù)據(jù)僅用6天就全部安裝調(diào)試到位，創(chuàng)造了勝利油區(qū)全配套自動化鉆機(jī)起升最快紀(jì)錄。

“各種自動化、智能化的裝備都集中到了井組，我們摸索出了一套推動裝備本質(zhì)化安全、操作模式創(chuàng)新的成熟經(jīng)驗(yàn)?！秉S利民介紹，這些裝備的試驗(yàn)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了井組鉆井作業(yè)“操控一鍵化、流程自動化”，極大降低了員工的工作強(qiáng)度，推動了作業(yè)效率、安全系數(shù)不斷提升。

專家視點(diǎn)

特色技術(shù)破解勝利頁巖油鉆探開發(fā)難題

■勝利石油工程黃河鉆井公司鉆井工程首席專家 劉全江

勝利頁巖油具有埋藏深、高溫高壓、斷層裂縫發(fā)育、原油凝固點(diǎn)高等特點(diǎn)，也帶來了旋導(dǎo)儀器不抗溫、溢漏同存、鉆井液易受污染等世界級難題。

勝利石油工程黃河鉆井強(qiáng)化地質(zhì)工程一體化，通過“一廠兩院兩部”的水平井跟蹤管理模式，形成了靜態(tài)建模、動態(tài)調(diào)整的專項(xiàng)技術(shù)。一體化協(xié)同聯(lián)動、動態(tài)優(yōu)化方案，極大提高了決策的科學(xué)性和時效性，推動了項(xiàng)目施工提速提質(zhì)提效。

牛頁一區(qū)試驗(yàn)井組采取“流水化”批鉆施工模式，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，在“二開”階段選用“水力振蕩器+大尺寸高扭矩螺桿”“振蕩螺桿+獅虎獸鉆頭”等新工藝新工具，大井眼深層定向基本實(shí)現(xiàn)一周內(nèi)完鉆?！叭_”階段首次選用“超級馬達(dá)+旋導(dǎo)”“雙向扭擺+水力振蕩器+耐油耐高溫螺桿”高效施工，實(shí)現(xiàn)了目的層的優(yōu)快鉆進(jìn)。

為了解決地層壓力高、溢漏同存的施工難題，黃河鉆井創(chuàng)新實(shí)施以“平衡鉆井”為核心的控壓施工理念，大膽使用“旋轉(zhuǎn)控制頭+精細(xì)控壓系統(tǒng)”，控壓鉆進(jìn)、接立柱、短起下、下套管，實(shí)現(xiàn)了提速提效與井控安全的高度統(tǒng)一。

通過總結(jié)更新、迭代升級，黃河鉆井在牛頁一區(qū)試驗(yàn)井組逐步形成了頁巖油施工的2.0版本，探索出了頁巖油控壓施工等核心技術(shù)，形成了以頁巖油降溫技術(shù)、旋導(dǎo)鉆穿斷層技術(shù)為代表的一系列細(xì)節(jié)管控技術(shù)。今后，該公司將對每一口井的施工經(jīng)驗(yàn)即時總結(jié)、即時學(xué)習(xí)、即時推廣，完井一口、總結(jié)一輪、提升一次，形成箭頭向上的學(xué)習(xí)曲線，有效攻克勝利頁巖油開發(fā)的“卡脖子”難題。這些特色化、關(guān)鍵性的鉆井技術(shù)，也將為后續(xù)頁巖油井提速提質(zhì)提效開發(fā)提供“一攬子”技術(shù)解決方案，具有積極的理論指導(dǎo)意義和實(shí)踐示范、復(fù)制推廣作用。

典型經(jīng)驗(yàn)

打造頁巖油開發(fā)與生態(tài)和諧共生“樣板”工程

整齊劃一的現(xiàn)場布局、錯落有致的設(shè)備擺放、綠色溫馨的生活營區(qū)，以及隨處可見的綠色安全文化標(biāo)語……作為推動頁巖油開發(fā)與生態(tài)和諧共生的“樣板”工程，牛頁一區(qū)試驗(yàn)井組將“景中有井、井在景中”的畫面詮釋得淋漓盡致。

井組以“清潔、高效、低碳、循環(huán)”為創(chuàng)建目標(biāo)，配備環(huán)保標(biāo)語牌和標(biāo)識牌162套，印發(fā)綠色創(chuàng)建宣傳手冊2000余冊，積極營造綠企創(chuàng)建濃厚氛圍。他們通過樹立“既能創(chuàng)造價值又能提升顏值”綠色生產(chǎn)理念，著力強(qiáng)化環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管控，識別重要環(huán)境因素14項(xiàng)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)源128個，層層簽訂責(zé)任書、落實(shí)責(zé)任人；創(chuàng)新推行清潔生產(chǎn)項(xiàng)點(diǎn)分級管理法，將作業(yè)現(xiàn)場分為3類17個風(fēng)險(xiǎn)管控項(xiàng)點(diǎn)，全面應(yīng)用“泥漿不落地”技術(shù)，配套鉆井液智能坐崗系統(tǒng)、巖屑減量化裝置、負(fù)壓鉆井液振動篩等裝備，應(yīng)用網(wǎng)電鉆機(jī)、環(huán)保廁所、專用路基箱等，大幅降低能源消耗、噪聲污染和廢氣排放。據(jù)統(tǒng)計(jì)，井場50米范圍內(nèi)噪聲控制在65~70分貝，口井平均減少新配水基鉆井液200~250立方米，減少碳排放480噸、固廢排放525立方米。

構(gòu)建黨建與項(xiàng)目管理協(xié)調(diào)聯(lián)動“鏈條”模式

頁巖油井施工走上從單井施工到規(guī)模建產(chǎn)、從各自為戰(zhàn)到集團(tuán)作戰(zhàn)之路，是大勢所趨。搭建黨建大平臺，唱好融合重頭戲，以黨建“鏈條”作用拉動頁巖油鉆探開發(fā)的“車輪”，是黃河鉆井必須面對的新課題。

結(jié)合牛頁一區(qū)試驗(yàn)井組實(shí)際，他們化繁就簡、化零為整，將井組4支隊(duì)伍組成一個黨支部，創(chuàng)新實(shí)施“聯(lián)合黨建+”工作新模式，并打破甲乙方、參建方各自為政的藩籬，建立“聯(lián)席會議”制度，組建聯(lián)合攻堅(jiān)小組，針對降復(fù)雜、提質(zhì)量、提速度等瓶頸展開攻關(guān)，一體推動施工難題共解、生產(chǎn)管理共促、資源經(jīng)驗(yàn)共享。