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 |
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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 |
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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 |
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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 | |
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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 |
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