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第一节 勘探钻井

第一节 勘探钻井


  以寻找油气资源为目标的勘探钻井,其井型通常因地而异,长垣外围油层深度普遍大于长垣老区,其勘探钻井难度也明显大于长垣老区。1986年以后,探井钻井主要在长垣外围、海拉尔以及依舒地堑(汤原断陷、方正断陷)、中东部盆地(三江盆地、鸡西盆地、虎林盆地、勃利盆地、孙吴—嘉荫盆地)、西部盆地(大杨树盆地、漠河盆地)展开,年钻井进尺20万米以上。1995年起,集中力量钻探新油田,已发现油田的详探工作量有所减少,探井总进尺较往年也相应减少。2002年以后,实行勘探开发一体化,油田探明任务由勘探系统转交给开发系统,勘探工作量进一步减少,但在资源总量日趋减少的情况下,通过探井钻井寻找新油气藏的难度日渐加大。

大庆油田分阶段勘探钻井工作量统计表 表2-2

勘探阶段

年度

年数

完成井数
(口)

年均井数
(口/年)

钻井进尺
(万米)

年均进尺
(万米/年)

发现并探明大庆油田阶段

1959~1964

6

229

38.2

30.3

5.05

勘探队伍进关后

1965~1972

8

45

5.6

8.74

1.09

重建勘探队伍阶段

1973~1983

11

427

39

68.84

6.26

加强勘探阶段

1984~1994

11

1200

109

225.56

20.51

深层、海拉尔取得突破阶段

1995~2001

7

613

87.5

126.11

18.01

储量增长高峰阶段

2002~2005

4

275

68.8

64.12

16.03

合 计

1959~2005

47

2789

59.3

523.67

11.14



  一、松辽盆地中浅层探井

  1986年以后,大庆长垣外围中浅层成为大庆石油勘探最重要的领域,也是探井钻井最集中(占长垣内外中浅层、深层及海拉尔探井总数的84.3%)、取得储量最多的领域。井深一般为1600~2500米,所使用的是1500米、2000米和3000米系列钻机,平均机械钻速达到8.56米/时。长垣外围探井钻井难度明显大于长垣内部:(一)葡萄花油层和扶余油层两套目的层上下间隔500米,较之长垣内部探井固井井段大为增加;(二)目的层低孔低渗,易受污染,导致产油量递减过快;(三)穿过青一段泥岩裂缝地层时,易发生泥岩膨胀卡钻、井漏等复杂情况。为此,钻井系统有针对性地研发应用分级注固井技术,即对大幅加长的固井段内分两次加注水泥浆,使上部的萨葡油层和下部的扶杨油层都得到较好的封固,使长封固井合格率由1986年的65.2%提高到1990年的100%;针对扶杨油层低孔渗、易污染、低产出的问题,研发出以聚合物为处理剂的新型钻井液和钾钠复合离子钻井液,以减少对油层的渗透,避免堵塞孔道,并防止黏土矿物膨胀而压缩孔道。在此基础上,推广应用油层压裂技术和高压喷射钻井技术,进一步加快钻井速度,减少了油层浸泡时间,油层污染程度明显降低,探井试油产量增幅较大,扶杨油层产量由1990年前的2~3吨∕日,增加到2000年前后的4~5吨/日。
  1990年以后,中浅层探井重点由长垣以东的三肇、朝阳沟地区,转向长垣以西的古龙—齐家凹陷地区,重点针对井漏、井塌、泥岩膨胀卡钻等问题,研发一整套防漏、塌、卡技术,进一步提高了钻井质量及钻井速度,探井完钻周期由20世纪80年代的30天,缩短到20~30天。

大庆长垣外围中浅层探井分阶段完成情况统计表 表2-3

年度

勘探阶段

阶段井数(口)

年均井数(口)

占探井总数百分比(%)

1959~1964

探明大庆长垣

228

38

99.6

1965~1972

无专业队伍阶段

44

5.5

97.8

1973~1983

重建勘探队伍阶段

414

37.6

97

1984~1994

加强勘探阶段

1096

99.6

91.3

1995~2001

取得突破阶段

446

51.9

72.8

2002~2005

增储高潮阶段

125

31.2

45.4

合 计

2353

50.1

84.3



  二、松辽盆地深层探井

  1985年以前,松辽盆地深层完钻探井16口,其中8口井见到较好的油气显示。
  1986年,三肇昌德地区芳深1井完钻。1988年,芳深1井成为松辽盆地深层第二口工业气井。1989年,芳深2井完钻并产出天然气。1990年,三肇昌德地区及其周边又钻深探井5口,其中芳深4井产出天然气。
  1991~1995年,油田组建深探井攻关团队,配备1300马力以上钻井泵,围绕设计、钻井液、固井、地面设备与配套工具、基础理论等五个方面展开攻关,取得17项成果,形成一套适合大庆油田地层特点的深探井钻井配套技术,平均机械钻速比1990年提高30%以上,钻井周期缩短30%以上,使大庆深探井钻井技术总体上达到国内先进水平。如升深4、汪903两口探井的平均井深3369米,平均机械钻速5.18米/时,钻井周期112天14小时,在比同期同类井的井深增加100米的情况下,平均机械钻速提高91.3%,钻井周期缩短34.4%,固井质量合格率100%。1991~1995年,三肇地区的昌德、升平钻深井26口,其中1995年完钻的升深2井,首次获得高产气流。1996~2000年,深层探井钻井仍以三肇地区的昌德、升平为重点而展开,陆续完钻32口。
  2001年以后,深层探井钻井集中在升平地区以南的徐家围子地区。2002年,徐深1井完钻,由此拉开徐家围子深层气田勘探的序幕。
  大庆油田深层火山岩层和砾石层特别坚硬,外加高温高压,深井钻井有时一个钻头只钻进几米就严重磨损;钻机设备也难以适应,不时发生钻杆断裂、工具失效等现象。况且,天然气层对钻井液特别敏感,钻井液密度稍大,天然气层则受污染,影响出气;钻井液密度低,则易引发井喷等重大事故。2003年,大庆油田学习四川油田经验,着力提高钻井速度,发展气层保护技术,更新钻井设备,改进钻井液,优化钻头、钻具及钻井参数,采用近平衡、欠平衡钻井技术等,使深层钻井水平逐步提高。2004年,徐家围子区块完钻深井12口,平均井深4227米,钻井周期158.9天,比以往缩短25天。2005年,钻井速度进一步加快,当年完钻深井23口,平均井深3725米,平均钻井周期126.1天(同深度钻井周期缩短10天)。井身质量和固井质量均达到100%,取心收获率达到97.41%,大部分钻井队实现2005年7月出台的新指标:3000~3500米深井,80~100天钻完;3500~4000米深井,100~120天钻完;4000~4500米深井,120~150天钻完。同时,实现钻井队年钻3500米左右深井3口、4000米左右深井2口的目标。同年,大庆油田钻井一公司40103钻井队在徐家围子深层会战中,相继钻完3口深探井,平均钻井周期70天,平均井深3390米,当年累计进尺10094米,创深井钻井年进尺最高纪录。截至2005年底,徐家围子地区4年钻深层探井43口,探明1000多亿立方米天然气储量。

大庆油田分阶段完成深层探井情况统计表 表2-4

勘探阶段

完成井数(口)

深井井号

会战初期

2

葡1,松基6

全盆地普查阶段
(1977~1985年)

合计14
年均1.6

萨5,杏4,同深1、2,阳深1,达2,卫深3,肇深1、2,肇12,二深1,三深1,四深1,双深4

东部断陷解剖阶段
(1086~2000年)

合计62
年均4.1

林深1、2,鱼深1,绥深1,盛1,呼1,喇2,齐深1,葡深1,英深1,宋162、171,宋深1、101、2、3,达深1,汪9-12,汪901、902、903、904,升深1、101、2、201、3、4、5、6、7,卫深2、4,芳深1,芳深2、3、4、5、6、7、8、9、901,昌101、102、103、401、403,肇深3、4、5、7、8,尚深1、2,朝深1、2、3、4、5,五深1,双深10

重大发现阶段
(2001~2005年)

合计41
年均8.2

杏深1,达深2,汪深1、1801、905,宋深4、102,升深8、10、202、203、,卫深5、501,芳深101、801,肇深9、10、11,三深2,徐深1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、201、301、401、502、601、602、603、801、901、902



  三、海拉尔盆地探井钻井

  海拉尔盆地探井钻井,以乌尔逊凹陷、贝尔凹陷为重点,陆续在16个凹陷展开。1984年,海拉尔盆地始钻海参4井、乌4井。截至1985年底,共完钻探井8口。
  海拉尔盆地钻探难度远大于松辽盆地,井深一般要达到2000~3000米,其中分布多套油层,固井封固井段要达到1000米。钻探系统经过多年探索,从固井水泥选择、水质处理、固井工艺、固井设备、现场操作等多方面不断改进,使固井质量逐步提升。1996年,海拉尔探井钻井始见优质井,2000年首次实现质量合格率100%。同时,针对区域内地层坚硬,夹有砾石层,导致钻井速度缓慢、钻具失效,易引发机械事故等问题,采取优选钻头,改进井身结构,优化钻具组合,强化钻具检测管理等技术措施,使机械钻速达到15米/时,比以往提高33%;针对地下构造变化大,地层倾斜度高(一般达到10~15度,部分地区达到40~60度),极易造成井斜的问题,研发多种防斜技术,根据不同地质条件选用钟摆钻具、柔性钟摆钻具、偏重钻具、偏轴偏重钻具、单弯螺杆钻具等不同钻具组合,井斜现象得以有效控制。2005年,海拉尔盆地完成探井30口,平均深度2416米,钻井周期为44天,钻井、固井质量均达100%,截至2005年底,海拉尔盆地累计完成探井钻井193口,提交含油面积98.94平方千米,探明石油储量1.05亿吨。

海拉尔盆地分阶段完成探井钻井情况统计表 表2-5

年度

阶段

探井数(口)

年均探井数(口)

主要成果

1984~1993

全盆地普查

34

3.4

4口井见工业油流,低产。

1995~2000

重点解剖

63

10.5

获得20吨以上单井日产

2001~2005

勘探开发并举

96

19.2

发现高产油田和百吨井

合 计

 

193

9.2

 



  四、其他盆地探井

  1986~2005年,省内三江盆地、依兰—舒兰地堑(含方正断陷、汤原断陷)、鸡西盆地、虎林盆地、勃利盆地以及延吉盆地,也展开探井钻井,累计钻探井65口,其中依兰—舒兰地堑和延吉盆地发现少量石油和天然气,其他地区均未发现油气。

1978~2005年黑龙江省各盆地探井钻井情况统计表 表2-6

年度

井数(口)

方正断陷

汤原断陷

延吉盆地

其他盆地

1978

1

 

 

 

东基1

1979

1

 

 

 

东基2

1980

1

 

 

 

东基3

1984

1

方参1

 

 

 

1985

1

方参2

 

 

 

1986

1

 

汤参1

 

 

1991

2

 

汤参2

延参1

 

1992

2

 

 

延参2

滨参1

1993

4

 

吉1,互1

延1,延2

 

1994

4

 

互4,互6,庙1

延4

 

1995

12

 

汤参3、5,新1,黄1,互1,吉5、101、102、201

延401、402

(虎林)虎参1

1996

8

方3

望1,军1,永2

延8,延9

虎参2,勃参1

1997

3

方5

 

延10

鸡参1

1998

4

 

望2

延5、7、12

 

1999

5

方1

望3

延6、13

勃参2

2000

7

方2

景2

延3、11、14

鸡1、2

2001

4

 

互5,新2

 

鸡3,鸭深1

2002

2

 

 

延15

杨参1

2005

2

 

胜1

 

滨1