張錦宏

（中國石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司，北京 100020）

近年來，中國石化重點圍繞優(yōu)快鉆井完井技術(shù)、復(fù)雜儲層測井錄井技術(shù)、特殊儲層改造技術(shù)等石油工程技術(shù)開展了攻關(guān)，初步形成了超深井鉆井提速技術(shù)、隨鉆測控技術(shù)、聲波遠探測測井技術(shù)和水平井分段壓裂技術(shù)等一批核心技術(shù)，規(guī)?；茝V和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用效果顯著，有力支撐了中國石化國內(nèi)外油氣資源的勘探開發(fā)。但隨著油氣勘探開發(fā)程度的不斷深入，中國石化東部老油田已進入高含水、高采出程度階段，西部、南方等區(qū)塊主要分布在復(fù)雜構(gòu)造區(qū)域及盆地周邊，油氣資源埋藏深，勘探開發(fā)難度越來越大，對石油工程技術(shù)的要求越來越高，需要持續(xù)攻關(guān)完善關(guān)鍵核心技術(shù)和工程配套技術(shù)，不斷提升石油工程技術(shù)對勘探開發(fā)的支撐能力。為此，筆者綜述了中國石化石油工程技術(shù)現(xiàn)狀，結(jié)合發(fā)展目標和技術(shù)需求，提出了發(fā)展建議。

1 石油工程技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 鉆井完井技術(shù)

1.1.1 深井、超深井鉆井完井配套技術(shù)

針對深井超深井地質(zhì)條件復(fù)雜、巖石強度高和鉆井難度大等問題，中國石化圍繞順北、川東北等重點地區(qū)的深井、超深井鉆井完井技術(shù)難題，系統(tǒng)開展了重點探區(qū)地質(zhì)特征分析、井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[1-3]、超深井綜合提速技術(shù)[4-6]和超深井安全防控技術(shù)[7-9]等技術(shù)攻關(guān)，突破了深層安全快速鉆井關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，形成了以工藝、工具、儀器和材料為核心的配套技術(shù)，已具備了較為成熟的8 000.00 m以深復(fù)雜地層鉆井完井設(shè)計、施工、技術(shù)服務(wù)和技術(shù)支持能力，成功完成了順北鷹1井、順北蓬1井、川深1井、塔深1井等多口高難度超深井的鉆井完井施工。其中，順北鷹1井完鉆井深8 588.00 m，超深水平井順北7井造斜點井深7 738.00 m、垂深達7 863.66 m。

1）復(fù)雜地質(zhì)條件下超深井地質(zhì)環(huán)境精細描述技術(shù)。初步建立了核心地區(qū)地層孔隙壓力、破裂壓力和坍塌壓力的三壓力剖面分析預(yù)測模型，開展了復(fù)雜地應(yīng)力反演分析，預(yù)測精度較高。川東北元壩地區(qū)地應(yīng)力反演精度達85.0%以上，川東北河壩101井鉆前壓力預(yù)測精度達到89.7%。

2）井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)。針對新疆順北區(qū)塊油氣井套管層次多、火成巖地層漏失等問題，建立了深部地層壓力剖面，分析了裂縫形成及泥巖坍塌機理，校核了鉆桿及套管強度，形成了超深井井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法。順北1區(qū)侵入體區(qū)域φ120.7 mm井眼存在定向能力和處理復(fù)雜情況能力弱的問題，經(jīng)過優(yōu)化形成了完鉆井眼為φ143.9 mm的新四級井身結(jié)構(gòu)。

3）超深井綜合提速技術(shù)。研制并應(yīng)用高性能PDC鉆頭、長壽命螺桿、旋沖鉆井工具、扭沖鉆井工具和射流沖擊器等新型鉆井工具，形成了超深井提速技術(shù)，機械鉆速大幅提高，鉆井周期大幅縮短。順北5X井通過優(yōu)選球形限位齒PDC鉆頭，采用“PDC鉆頭+大扭矩螺桿”提速技術(shù)，古生界深部地層機械鉆速較設(shè)計提高20.3%，鉆井周期縮短22.54 d。

4）超深水平井鉆井完井技術(shù)。研制了抗高溫隨鉆測量儀器、一趟鉆開窗側(cè)鉆工具等，在超深復(fù)雜地層開窗側(cè)鉆和定向技術(shù)方面取得了突破，解決了超深水平井降摩減阻、井眼軌跡測控等技術(shù)難題，順利鉆成了順北評1H井、順北評2H井和元壩121H井等數(shù)十口井，水平井完鉆井深最深8 433.00 m，垂深最深7 751.60 m，有力推動了深層油氣的開發(fā)。

5）超深井安全防控技術(shù)。研制了自動節(jié)流管匯、回壓補償系統(tǒng)和高精度質(zhì)量流量計等精細控壓系統(tǒng)模塊，形成了三參數(shù)（套壓、立壓、流量）井筒壓力綜合控制方法，解決了海相碳酸鹽巖地層壓力預(yù)測困難、氣體侵入快、鉆井風(fēng)險高的技術(shù)難題，順利完成了順南蓬1井四開井段（6 076.00～6 980.00 m）控壓鉆進作業(yè)和φ 193.7 mm尾管控壓固井作業(yè)。

1.1.2 復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆井技術(shù)

針對復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆井中存在的水平位移延伸能力弱、完井方式單一和密集從式井施工難度大等問題，開展了超深水平井[10]、高級別分支井[11]和海上密集叢式井等鉆井完井配套技術(shù)[12]的攻關(guān)研究，形成了滿足多種儲層、薄油層和整裝區(qū)塊增產(chǎn)挖潛需要的復(fù)雜結(jié)構(gòu)井鉆井技術(shù)，成功完成了焦頁2-5HF井、高平1井、河3-支平1井等重點井的施工。

1）長水平段水平井鉆井技術(shù)。研制了水力振蕩器、變徑穩(wěn)定器等鉆井工具，形成了長水平段水平井鉆井配套技術(shù)，在勝利油田、涪陵地區(qū)完成數(shù)十口長水平段水平井，水平段最長達3 065.00 m，水平位移最大達5 350.38 m，水垂比達到4.02，基本具備了2 500.00 m水平段一趟鉆、水平段3 000.00 m以上水平井和位移5 000.00 m以上大位移井的鉆井施工能力。

2）高級別分支井鉆井完井技術(shù)。研制了TAML五級分支井連接系統(tǒng)、井眼連接總成和遇油遇水自膨脹完井工具，實現(xiàn)了機械支撐完整性、液壓密封性、選擇性再進入等功能，完成了國內(nèi)第一口真正意義上的五級分支水平井—河3-支平1井[11]。

3）徑向水平井鉆井技術(shù)。研發(fā)了水力噴射井下轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和高壓輸送系統(tǒng)，形成了徑向深穿透鉆井技術(shù)，單井最多鉆12個孔，單孔長度最長100.00 m。

4）魚骨狀分支水平井鉆井技術(shù)。開展了魚骨狀分支水平井鉆柱摩阻扭矩預(yù)測、主井眼與分支井眼軌跡控制、完井管柱安全下入研究，形成了魚骨狀分支水平井技術(shù)。魚骨狀分支水平井分支最多可達23個，推動了低滲透、薄互層等油藏的開發(fā)。

5）海上密集叢式井鉆井完井技術(shù)。形成了密集叢式井組鉆井工程優(yōu)化設(shè)計、大井眼極淺地層表層預(yù)定向、小井距叢式井井眼軌跡精細控制與防碰、無污染海水鉆井液和廢棄鉆井液無害化處理等技術(shù)，先后完成了老168井組、墾東123井組及青東5井組等海上大型密集叢式井組的施工。

1.1.3 隨鉆測控技術(shù)

圍繞隨鉆測量、地質(zhì)導(dǎo)向、隨鉆測井和井下控制等技術(shù)，開展攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，目前已擁有成熟的MWD、伽馬、電阻率、邊界探測等SINOMACS隨鉆測控儀器，形成了一體化隨鉆測控技術(shù)平臺。

1）高溫隨鉆測量技術(shù)。開發(fā)了低功耗高溫測控電路系統(tǒng)，建立了高溫傳感器標定數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)了高溫條件下的高精度測量。研發(fā)了高溫MWD系統(tǒng)可靠性檢測技術(shù)，開發(fā)出175 ℃ MWD系統(tǒng)，井斜角測量精度±0.1°，方位測量精度±1.0°?，F(xiàn)場試驗12井次，單井次連續(xù)無故障工作時間最長279 h，單趟鉆進尺最長4 200.00 m，井底最高測量溫度160 ℃。研制了185 ℃ MWD系統(tǒng)，在順北區(qū)塊2口井進行了現(xiàn)場試驗，最高測量溫度162 ℃，累計循環(huán)工作時間478 h[13]。

2）隨鉆測井及地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)。開發(fā)了隨鉆伽馬成像系統(tǒng)，實現(xiàn)了實時4扇區(qū)、內(nèi)存16扇區(qū)高精度成像測量[14]。開發(fā)了第二代近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，實現(xiàn)了近鉆頭井斜角、方位伽馬和鉆頭轉(zhuǎn)速等多參數(shù)測量，測量零長0.60 m。研制了方位深電阻率隨鉆地層邊界探測儀器，地層邊界探測深度4.80 m。

3）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向技術(shù)。合作開發(fā)了ATS-III型旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向系統(tǒng)，并進行了現(xiàn)場試驗，增斜、穩(wěn)斜、調(diào)整方位效果明顯，無故障工作時間114 h，累計進尺927.00 m，最大造斜率5.61°/30m，平均機械鉆速11.00 m/h，比采用動力鉆具滑動鉆進提高37%，實鉆井眼軌跡與設(shè)計軌道吻合，初步具備了現(xiàn)場應(yīng)用條件。

1.1.4 鉆井液技術(shù)

針對安全、快速、高效鉆井和環(huán)境保護的要求，研制了高溫、高密度及環(huán)保型系列鉆井液處理劑，形成了高溫高密度、烷基糖苷仿油基、低活度強封堵和頁巖氣高性能等水基鉆井液和油基鉆井液，滿足了復(fù)雜地質(zhì)條件下的鉆井需求，提高了環(huán)境保護、油氣層保護和井壁穩(wěn)定能力，保證了鉆井安全。

1）高溫高密度水基鉆井液。通過研制超高密度微粉體加重劑、抗高溫處理劑，形成了抗高溫高密度水基鉆井液，解決了高溫高密度條件下采用重晶石加重帶來的固相含量高、易沉降，長期高溫下處理劑失效嚴重，高溫高壓濾失量與流變性難以控制等難題[15]。現(xiàn)場應(yīng)用中，泌深1井鉆井液溫度最高達236 ℃，官深1井鉆井液密度最高達2.87 kg/L。

2）低活度強封堵水基鉆井液。通過研究頁巖地層的活度，研發(fā)了基于“適度降低活度+多尺度封堵”的低活度強封堵鉆井液，其活度最低可達0.80，泥頁巖膜效率較常規(guī)水基鉆井液提高30%以上[16]。該鉆井液在10余口井進行了應(yīng)用，均較好地抑制了黏土和巖屑的水化膨脹，井眼穩(wěn)定效果良好。其中，CB6FB-P1井所用鉆井液性能優(yōu)良，鉆井完井過程中井壁穩(wěn)定，篩管下入順利；試油效果顯著，日產(chǎn)液107 m3，日產(chǎn)油50 m3，遠遠超出了預(yù)期效果。

3）烷基糖苷衍生物水基鉆井液。形成了以烷基糖苷衍生物吸附成膜、拉緊晶層作用為基礎(chǔ)的強抑制技術(shù)，以納米-微米封堵材料和APD小分子增稠劑為核心的強封堵技術(shù)，以烷基糖苷衍生物配合極壓潤滑劑的高效潤滑技術(shù)，利用烷基糖苷衍生物的協(xié)同增效作用與其對重晶石的潤濕作用控制高密度鉆井液的流變性[17]。烷基糖苷衍生物水基鉆井液抗溫達140 ℃，抗污染能力強，半數(shù)效應(yīng)濃度EC50超過120 000 mg/L。該鉆井液在川南、陜北等地區(qū)的多口井進行了應(yīng)用，解決了頁巖氣水平井易垮塌、摩阻大和井眼清潔困難等問題。其中，長寧H26-4井平均井徑擴大率為2.05%，較鄰井降低89.8%；云頁-平6井平均井徑擴大率為4.9%，較鄰井降低75.8%。

4）高性能水基鉆井液。在優(yōu)選抑制劑、封堵劑和潤滑劑的基礎(chǔ)上，研制了高性能水基鉆井液SM-Shale Mud[18]。該鉆井液流變性好，高溫高壓濾失量低、潤滑系數(shù)小，可耐140 ℃高溫。在威頁23平臺3口井進行了試驗，浸泡67 d后井眼仍保持穩(wěn)定，高溫高壓濾失量為5.4～6.4 mL，表明該鉆井液具有強抑制性、強封堵能力，可以解決頁巖氣長水平段水平井井眼失穩(wěn)的問題。

5）低油水比抗高溫油基鉆井液。研發(fā)了低油水比（65/35）、抗200 ℃溫度的油基鉆井液，形成了油基鉆井液重復(fù)利用和含油鉆屑無害化處理系列配套技術(shù)，基油回收利用率超過70%。低油水比抗高溫油基鉆井液性能穩(wěn)定、攜巖性能好，井壁穩(wěn)定效果好、施工井段摩阻低，防卡潤滑性能好、完井作業(yè)順利，在涪陵、威遠、丁山和武隆等頁巖氣區(qū)塊的400余口井進行了應(yīng)用，效果顯著[19]。研制了合成基鉆井液，在國內(nèi)首次實現(xiàn)長裸眼段未下技術(shù)套管情況下將水基鉆井液轉(zhuǎn)化為合成基鉆井液，并保證了裸眼段的井壁穩(wěn)定。

1.1.5 復(fù)雜地層固井技術(shù)

針對順南區(qū)塊超深海相地層、涪陵頁巖氣田、枯竭氣藏儲氣庫和杭錦旗氣田存在的高溫、高壓、環(huán)空帶壓和漏失等問題，研發(fā)了大溫差彈韌性水泥漿、抗高溫膠乳防竄水泥漿、超高密度水泥漿、納米二氧化硅水泥漿、氮氣泡沫低密度水泥漿，以及各類尾管懸掛器、管外封隔器和大排量固井水泥車等工具和設(shè)備[20-22]，成功完成了馬深1井、順北蓬1井等高溫高壓超深井的固井施工。

1）超深井抗高溫高壓固井技術(shù)。近兩年，完成井深超過8 000.00 m的超深井近30口，固井質(zhì)量優(yōu)良率達到85%以上，很好地滿足了勘探開發(fā)需求。大溫差緩凝劑適應(yīng)溫差超過100 ℃，最高耐溫160 ℃，順北5井一次封固段長7 315.00 m；抗高溫水泥漿在溫度238 ℃的松科2井進行了應(yīng)用；文27-421井水泥漿最高密度達到2.82 kg/L。形成了深井尾管快速下入技術(shù)，突破了傳統(tǒng)尾管固井工具中途循環(huán)壓力受限、易提前坐掛的技術(shù)瓶頸。

2）惡性漏失地層超低密度水泥漿固井技術(shù)。采用注氮、發(fā)泡一體化設(shè)計，成功研制出機械充氮一體化泡沫固井裝備，實現(xiàn)了施工數(shù)據(jù)實時采集和水泥漿密度自動監(jiān)控，已累計應(yīng)用26口井，密度最低達1.14 kg/L，最大井深4 000.00 m，單次封固井段最長2 800.00 m，防漏效果顯著。開發(fā)出無機固化復(fù)合型雙酚環(huán)氧樹脂減輕劑，密度0.98 kg/L，粒徑9.2～50.0 μm，在井深超過4 000.00 m的鹽22-斜103井進行了應(yīng)用，返出漿體密度變化幅度≤0.03 kg/L。

3）頁巖氣水平井防竄固井技術(shù)。建立了水泥石循環(huán)加卸載彈韌性應(yīng)力-應(yīng)變本構(gòu)方程，研制了水平井頂替效率模擬評價和固井雙界面膠結(jié)質(zhì)量評價裝置，進一步揭示了高溫高應(yīng)力作用下水泥環(huán)密封失效機理。開發(fā)了膠乳韌性水泥漿、遇烴自愈合水泥漿、雙凝雙密度防漏水泥漿及油基鉆井液濾餅高效清洗液，水平井固井質(zhì)量優(yōu)良率超過90%，有力支持了涪陵一期、二期和威榮、丁山地區(qū)頁巖氣的開發(fā)。

4）固井配套工具。研制開發(fā)了平衡式尾管懸掛器、旋轉(zhuǎn)尾管懸掛器、牽制型尾管懸掛器、金屬-橡膠雙密封膨脹懸掛器、打撈式免鉆塞封隔注水泥固井工具、套管漂浮下入接箍、遇油遇水自膨脹輔助固井短節(jié)、液壓膨脹式扶正器、隨行振蕩器和振動固井短節(jié)等一批輔助固井工具，豐富了復(fù)雜地層的固井完井手段。

1.1.6 鉆井自動化裝備

為推動鉆井技術(shù)裝備向高端發(fā)展，加大了鉆井自動化裝備的研發(fā)力度，以促進其快速發(fā)展。研發(fā)了鉆機管柱自動化操作、鉆井液不落地環(huán)保設(shè)備和鉆井液參數(shù)在線自動測量等多項核心裝備，提高了鉆井裝備的自動化水平。

1）鉆井管柱自動化操作系統(tǒng)。研制了配套動力貓道、鉆臺機械手、鐵鉆工、二層臺自動排管裝置、動力卡瓦、自動吊卡、動力鼠洞、緩沖機械手、液壓動力集成系統(tǒng)和司鉆集成控制系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備，形成了DREAM-1系列鉆井管柱自動化操作系統(tǒng)，實現(xiàn)了鉆井過程中管柱輸送與運移、鉆進作業(yè)與起下鉆過程管柱操作的自動化，降低了工人勞動強度和操作安全風(fēng)險，提升了鉆機的自動化水平，可用于在役或新建鉆機的自動化配套[23]。目前已完成與ZJ30型、ZJ50型鉆機的配套，現(xiàn)場應(yīng)用12口井，設(shè)備運行穩(wěn)定。

2）鉆井液不落地環(huán)保設(shè)備。成功研發(fā)了鉆井液不落地工藝及裝備，實現(xiàn)了鉆井液固相控制與隨鉆處理一體化，在不改變鉆井液、不額外添加常用鉆井液添加劑的情況下，做到鉆井液固相廢棄物脫液干化、液體重復(fù)利用和廢棄鉆井液及鉆屑現(xiàn)場不落地，徹底去掉大循環(huán)池，實現(xiàn)全排量、全井段處理和減量化目標。目前已經(jīng)推廣鉆井液不落地設(shè)備51套，勝利油區(qū)及新疆油區(qū)218口井采用了鉆井液不落地工藝，平均單井鉆井液消耗量降低40%以上。

3）鉆井液參數(shù)在線自動測量設(shè)備。實現(xiàn)了10個鉆井液參數(shù)的實時自動測量、連續(xù)記錄及數(shù)據(jù)遠程傳輸。目前已研制了5套工程樣機，在10口井進行了試驗，測量結(jié)果滿足API的精度要求。

4）VDX鉆井參數(shù)儀。自主研發(fā)了VDX數(shù)字鉆井參數(shù)儀，適用于叢式井和氣探井等高端鉆井領(lǐng)域。在沙特、科威特、厄瓜多爾等10多個國家進行了應(yīng)用并得到了較好的效果，已成為中國石化國際鉆井技術(shù)服務(wù)首選的配套裝備。

1.1.7 鉆井完井井下工具

圍繞鉆井提速提效目標，開展了高性能鉆頭、輔助破巖工具及等各類提速提效工具的研發(fā)[24-25]，主要包括PDC鉆頭、孕鑲金剛石鉆頭、扭沖鉆井工具、螺桿鉆具、擴眼工具和取心工具等，部分已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，取得了顯著的經(jīng)濟效益。此外，天然氣水合物取心工具[26-27]及膨脹管等工具的研發(fā)與應(yīng)用也取得了突破與進展。

1）金剛石鉆頭。川渝和新疆地區(qū)深部地層研磨性強、可鉆性差，導(dǎo)致鉆速低、單趟鉆進尺少，為解決該問題，研制了系列高效金剛石鉆頭，增強了鉆頭對高研磨地層的適應(yīng)性。如：研制了個性化PDC鉆頭，在川東北、塔里木、鄂爾多斯等地區(qū)都創(chuàng)造了進尺或鉆速的新紀錄；研制了耐磨混合PDC鉆頭，在西南地區(qū)20余口井進行了應(yīng)用，機械鉆速平均提高144%；研制了孕鑲金剛石鉆頭，在西南地區(qū)應(yīng)用取得了良好的效果，平均機械鉆速和單只鉆頭進尺分別提高66.7%和84.0%以上。

2）輔助提速工具。研制了機械式及射流式旋沖工具、扭沖工具、PDC恒扭矩工具、射流沖擊器和水力振蕩器等新型鉆井工具，能夠輔助破巖和解決PDC鉆頭的粘滑問題，同時減緩鉆柱的有害振動沖擊、降低鉆井摩阻，使鉆進更平穩(wěn)，延長鉆頭和鉆具的使用壽命，機械鉆速提高30%以上。

3）井下動力鉆具及非標準鉆具。螺桿鉆具突破了等壁厚定子內(nèi)螺旋面加工技術(shù)的瓶頸，具備不同規(guī)格型號螺桿鉆具的設(shè)計制造能力。ZY28和ZY54等非標準鉆桿具有高抗扭、雙臺肩螺紋、小接頭和大水眼優(yōu)勢，解決了非常規(guī)井眼、小井眼開窗側(cè)鉆、深井、超深井使用常規(guī)鉆桿施工時鉆井液循環(huán)壓耗大、鉆井泵泵壓高所導(dǎo)致的功耗大、鉆井時效低和井下安全風(fēng)險大等難題。

4）擴眼工具。研發(fā)了機械式、雙心式、壓差式和液壓式4個系列11種規(guī)格的擴眼工具，形成了配套技術(shù)，既可鉆后擴眼，也可隨鉆擴眼，并在國內(nèi)油田及緬甸、土庫曼斯坦和土耳其等國家進行了應(yīng)用。

5）天然氣水合物取心工具。成功研制出深海天然氣水合物鉆探取心工具，形成了水合物取心現(xiàn)場配套施工工藝。在南海LW3區(qū)塊2口井水深1 310.00 m、泥線以下100.00～123.50 m完成13回次水合物取樣作業(yè)，其中9回次保壓取樣成功，保壓最高12.01 MPa，并完成了保壓樣品的帶壓轉(zhuǎn)移[26-27]。

6）膨脹管。研發(fā)了膨脹套管、膨脹篩管和膨脹懸掛器等系列產(chǎn)品，形成了全系列膨脹管配套技術(shù)[28]，在套管補貼、裸眼復(fù)雜地層封堵、側(cè)鉆井、膨脹懸掛器完井、修井及膨脹篩管防砂等作業(yè)中成功應(yīng)用。研制的大通徑、高密封膨脹懸掛器使尾管固井套管重疊段由200.00 m縮短至20.00 m，在長井段套損井修復(fù)中，與直連型套管結(jié)合，解決了小間隙固井無法密封的問題。

1.1.8 油氣井射孔優(yōu)化技術(shù)

以提高射孔效能為目標，在綜合考慮油氣藏條件、地層特性和井筒環(huán)境的基礎(chǔ)上，形成了針對不同儲集層環(huán)境的射孔優(yōu)化技術(shù)[29-30]，包括泵送橋塞及多級射孔聯(lián)作技術(shù)、牽引器輸送射孔技術(shù)、定方位射孔技術(shù)和動態(tài)負壓射孔技術(shù)等。其中，牽引器輸送射孔技術(shù)將牽引器與多級射孔相結(jié)合，實現(xiàn)了水平井牽引器輸送射孔，具有時效高、成本低等優(yōu)點，應(yīng)用了近30口井，均達到了提速提效的目的。動態(tài)負壓射孔技術(shù)在引爆射孔彈的瞬間使孔道附近產(chǎn)生負壓，提高了孔道的導(dǎo)流能力，降低了射孔對儲層的傷害，在勝利油田中低孔滲儲層中應(yīng)用百余口井，產(chǎn)油量提高50%以上。

1.2 測井技術(shù)

重點攻關(guān)完善了裸眼測井[31]、套管井測井和復(fù)雜儲層測井解釋評價技術(shù)。

1.2.1 裸眼測井技術(shù)

1）超高溫測井儀。研制了耐壓175 MPa、耐溫200 ℃的超高溫測井儀，在西北油田順南、順北區(qū)塊30余口超深井進行了測井施工，最高施工溫度208 ℃、最大施工壓力169 MPa，為深層油氣藏勘探開發(fā)提供了測井技術(shù)保障。

2）偶極聲波遠探測測井技術(shù)。實現(xiàn)了測井探測技術(shù)從近井壁到遠井筒的突破，探測距離達到80.00 m，大大提高了測井探測的范圍，可對井旁裂縫、溶蝕孔洞等地質(zhì)異常體進行探測，對選擇“井旁甜點”和深化認識油氣藏具有重大意義。該技術(shù)在塔河油田應(yīng)用近20口井，為碳酸鹽巖、火成巖等復(fù)雜縫洞型油氣藏的勘探開發(fā)提供了技術(shù)支撐。

1.2.2 套管井測井技術(shù)

針對不同測量條件、不同技術(shù)要求，進行了相應(yīng)生產(chǎn)測井儀器研發(fā)和測井技術(shù)的研究，準確評價了單層的產(chǎn)能和剩余油等。

1）瞬變電磁法過套管地層電阻率測井技術(shù)。該技術(shù)能過套管測量地層電阻率，探測深度達到2.00 m，量程0.2～100.0 Ω·m，相對誤差10%，根據(jù)測井資料能準確判斷油層水淹狀況、發(fā)現(xiàn)高含水層，解決評價生產(chǎn)井地層剩余油飽和度的技術(shù)難題，拓展套管井儲層含油飽和度評價方法[32]。

2）井間電磁成像測井技術(shù)。利用該技術(shù)能夠獲得反映井間油藏構(gòu)造和油氣水分布的二維電阻率成像資料，能直接測量井間地層的電特性[33]，裸眼井探測距離達500 m、單層金屬套管井探測距離達200 m。

3）水平井陣列式成像生產(chǎn)測井技術(shù)。該技術(shù)實現(xiàn)了小流量測量、水平井井下流態(tài)直觀分析與產(chǎn)層評價，儀器外徑43.0 mm，耐溫150 ℃、耐壓80 MPa。

1.2.3 復(fù)雜儲層解釋評價技術(shù)

完善了多極子陣列聲波、元素俘獲和核磁等成像測井資料處理解釋方法，形成了不同類型復(fù)雜儲層測井評價及選層方法，達到了勘探開發(fā)對復(fù)雜儲層精細描述的要求。

持續(xù)完善具有自主知識產(chǎn)權(quán)的Logik和LogPlus解釋評價軟件平臺。Logik在成像測井資料處理解釋、生產(chǎn)測井等方面進行了功能擴展，平臺穩(wěn)定性不斷提高，并在華北、中原和江漢等區(qū)域進行了應(yīng)用。LogPlus以區(qū)域數(shù)據(jù)為依托，基于三維地質(zhì)模型開展了單井、多井測井資料的處理解釋，實現(xiàn)了從平面分析到三維分析的有機融合，將測井成果應(yīng)用于地質(zhì)環(huán)境描述和工程，并擴展了測井信息應(yīng)用范圍。

1.3 錄井技術(shù)

通過重點技術(shù)攻關(guān)完善了不同地質(zhì)條件和特殊鉆井工藝條件下的錄井資料采集和油氣層綜合解釋評價技術(shù)[34-35]，為錄井巖性識別和油氣檢測提供了技術(shù)手段，提高了解釋的準確率。開發(fā)了多套信息軟件，以適應(yīng)油氣勘探開發(fā)和錄井信息化發(fā)展的要求。研發(fā)了以綜合錄井儀為代表的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的錄井裝備，大幅度提高了錄井效率和解釋精度。

1）高端錄井裝備。研發(fā)了ZH-3綜合錄井儀和SinoWSL綜合錄井儀，開展了井下隨鉆鉆井液采集處理、井下鉆井液氣液分離和井下氣體分析等井下隨鉆氣體檢測關(guān)鍵技術(shù)研究，研發(fā)了實驗樣機，為錄井由地面向地下延伸邁出一大步。

2）地質(zhì)研究解釋評價技術(shù)。通過研究頁巖地層工程甜點和地質(zhì)甜點評價參數(shù)的錄井定量計算方法，建立了頁巖儲層品質(zhì)和完井品質(zhì)評價方法，形成了隨鉆地層錄井精細評價方法；研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的隨鉆地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)，實現(xiàn)了基于三維地質(zhì)建模、井眼軌跡和地層模型三維可視化的地質(zhì)導(dǎo)向，形成了地層界面、靶點位置等有效判識模式，提高了井眼軌跡、隨鉆數(shù)據(jù)異常情況下決策的時效性。

3）錄井信息技術(shù)。通過集中采集井場鉆井、測井、錄井和定向數(shù)據(jù)及資料，構(gòu)建了以錄井儀為核心的井場綜合信息平臺；通過一體化傳輸和后方基地端的多專業(yè)數(shù)據(jù)聯(lián)合發(fā)布，搭建了井場遠程實時發(fā)布平臺；利用數(shù)據(jù)、圖表、語音和視頻等多種媒介，搭建了前后方聯(lián)動的涉及井筒多專業(yè)的一體化工作平臺；通過建立面向數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用系統(tǒng)等多目標的數(shù)據(jù)服務(wù)平臺，為業(yè)務(wù)管理、專業(yè)應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)辦公服務(wù)提供數(shù)據(jù)資源，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，形成多業(yè)務(wù)域的協(xié)同工作平臺。通過應(yīng)用鉆井作業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了生產(chǎn)區(qū)域視頻監(jiān)控，為各級管理人員加強井場安全監(jiān)控、在線技術(shù)決策、設(shè)備遠程維修指導(dǎo)提供了支持。

1.4 儲層改造技術(shù)

通過技術(shù)攻關(guān)完善了水平井分段壓裂技術(shù)、頁巖氣井水力壓裂技術(shù)和碳酸鹽巖深度酸壓技術(shù)等儲層改造技術(shù)。研制了水平井分段壓裂工具，開發(fā)了適應(yīng)不同類型儲層的壓裂液，為不同類型儲層開發(fā)和難動用儲層增產(chǎn)挖潛提供了技術(shù)支持。

1）水平井分段壓裂技術(shù)。研制了等通徑鍵槽式滑套、可反復(fù)開關(guān)滑套、易鉆橋塞、可溶球座式壓裂橋塞、水平裸眼井封隔器和水力噴射分段壓裂工具等工具[36-39]，形成了裸眼封隔器滑套分段壓裂、不限級數(shù)滑套分段壓裂、橋塞-射孔聯(lián)作分段壓裂和水力噴射分段壓裂等水平井壓裂技術(shù)。目前在東勝氣田、大牛地氣田、塔河油田和涪陵頁巖氣田等油氣田進行了應(yīng)用，取得了較好的改造效果。

2）深層頁巖氣井高效壓裂技術(shù)。針對深層頁巖氣井儲層改造閉合壓力高、裂縫打開難度較大和加砂困難等問題，通過攻關(guān)研究形成了控壓技術(shù)、提高砂液比技術(shù)、提高裂縫復(fù)雜性技術(shù)和低摩阻滑溜水壓裂液體系，并在涪陵、丁山、威榮等地區(qū)成功進行了多次3 500.00 m以深的深層頁巖氣井壓裂作業(yè)。高效滑溜水壓裂液體系具有低摩阻、低傷害、低成本和溶解速度快特點[40]，在焦石壩、丁山等地區(qū)已成功應(yīng)用數(shù)十井次，降阻率最高達80%以上，滿足了深層頁巖氣儲層改造的要求。

3）碳酸鹽巖儲層深度酸壓技術(shù)。針對塔河油田深井、超深井酸壓改造難題，研制了耐溫165 ℃的地面交聯(lián)酸，研究優(yōu)化了壓裂液降濾失工藝及壓裂液與酸液多級注入工藝，形成了碳酸鹽巖儲層深度酸壓技術(shù)，提高了酸壓深度和裂縫延伸長度，成為塔河油田增儲上產(chǎn)的高效技術(shù)。

2 技術(shù)發(fā)展建議

技術(shù)創(chuàng)新永遠是油氣行業(yè)發(fā)展的核心推動力。一方面，在世界范圍內(nèi)，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”及“兩化融合”的快速發(fā)展，鉆井完井、測井錄井、儲層改造等石油工程技術(shù)作為油氣勘探開發(fā)的主要手段，正在朝著“自動化、信息化、智能化、實時化、集成化、綠色化”方向發(fā)展；另一方面，在一段時期內(nèi)，深層油氣、超深層油氣和頁巖油氣等仍是勘探開發(fā)的重點，必須強化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，形成相應(yīng)的配套石油工程技術(shù)，增強一體化服務(wù)能力。此外，干熱巖、天然氣水合物等非常規(guī)能源及深水油氣的開發(fā)將是中國石化未來技術(shù)發(fā)展的另一個重要方向。

2.1 關(guān)鍵核心技術(shù)

1）鉆井完井技術(shù)。持續(xù)攻關(guān)超深層高研磨性地層鉆井提速工具，配套自動化、智能化程度高的鉆井裝備，研制旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向儀器，研發(fā)多參數(shù)、近鉆頭、高溫隨鉆測控儀器，完善井筒壓力控制鉆井技術(shù)，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的油田化學(xué)助劑，形成特色鉆井液、完井液、水泥漿及配套工藝。開展物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的應(yīng)用，為實現(xiàn)多個作業(yè)單元的智能互聯(lián)、井下和地面的實時監(jiān)測及遠程決策與控制提供技術(shù)手段，促進鉆井?dāng)?shù)字化程度全面提高。進一步發(fā)展基于地震、鉆井、測井、錄井等井筒信息融合的鉆井優(yōu)化技術(shù)和鉆井風(fēng)險控制技術(shù)。

2）測井錄井技術(shù)。充分應(yīng)用人工智能、云計算和大數(shù)據(jù)成果，建立適應(yīng)5G硬件升級的綜合一體化平臺。在與地質(zhì)、物探等多專業(yè)融合的同時，充分介入智能鉆井，為快速鉆井決策服務(wù)，實現(xiàn)地質(zhì)工程一體化應(yīng)用服務(wù)。重點解決9 000.00 m特深井及超高溫超高壓測井采集技術(shù)難題，開發(fā)復(fù)雜油氣藏人工智能測井錄井評價專家系統(tǒng)，增強特深層復(fù)雜井況與超高溫高壓環(huán)境下的服務(wù)能力，促進復(fù)雜巖性儲層解釋精度的持續(xù)提高。

3）儲層改造技術(shù)。發(fā)展全三維、精細化壓裂設(shè)計技術(shù)，開展低成本高效壓裂技術(shù)研究，優(yōu)化壓裂設(shè)備。進行壓裂完井與生產(chǎn)一體化技術(shù)攻關(guān)，研制智能化壓裂工具，研發(fā)耐高溫、低傷害、可循環(huán)利用、環(huán)保型壓裂液和超低密度高強度支撐劑。

2.2 集成配套技術(shù)

1）深層油氣藏勘探開發(fā)配套工程技術(shù)。完善深層儲層識別評價技術(shù)、深層地層鉆井提速技術(shù)及工具、復(fù)雜地層井壁穩(wěn)定與防漏堵漏技術(shù)、高溫高壓深層油氣藏測井技術(shù)及儀器、超深復(fù)雜地層錄井及綜合評價技術(shù)和超深碳酸鹽巖高應(yīng)力儲層深度酸化壓裂技術(shù)。

2）頁巖油氣勘探開發(fā)配套工程技術(shù)。完善頁巖氣精細勘探及評價技術(shù)，深層頁巖氣長水平段水平井鉆井提速技術(shù)，“井工廠”高效鉆井完井技術(shù)，深層頁巖氣精細測井、定量錄井及評價技術(shù)，高溫高壓油氣藏大型壓裂/酸壓技術(shù)，常壓及深層頁巖氣井壓裂和重復(fù)壓裂技術(shù)，長水平段水平井定向壓裂技術(shù)，CO2壓裂技術(shù)，分段壓裂試氣一體化技術(shù)，井筒完整性及套損預(yù)防技術(shù)等。

3）致密油氣勘探開發(fā)配套工程技術(shù)。完善致密油氣藏識別與評價技術(shù)、水平井“井工廠”優(yōu)快鉆井完井技術(shù)、速封堵漏技術(shù)、致密油氣藏清潔壓裂技術(shù)。進行致密油氣藏精細導(dǎo)向鉆井技術(shù)、長水平段水平井鉆井提速技術(shù)、水平井調(diào)流控水技術(shù)、致密油氣藏精細測井及評價技術(shù)、致密儲層體積壓裂和二次改造技術(shù)、致密儲層增產(chǎn)技術(shù)攻關(guān)。研發(fā)致密砂巖自動化鉆井系統(tǒng)。

4）東部老油田效益開發(fā)配套工程技術(shù)。針對勝利油田、中原油田、華北油田等東部老油田特高含水期開發(fā)難度增大等問題，繼續(xù)攻關(guān)研究難動用儲量的高效開發(fā)鉆井技術(shù)、提高采收率技術(shù)、高含水油氣井二次完井技術(shù)、水平井三維可視化綜合錄井地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)、特高含水油氣藏測井評價技術(shù)和化學(xué)驅(qū)采出液一體化綜合處理技術(shù)。

5）地?zé)豳Y源開發(fā)利用配套工程技術(shù)。進行砂巖回灌等地?zé)豳Y源開發(fā)技術(shù)研究，加大干熱巖工程技術(shù)理論研究，通過科研攻關(guān)和現(xiàn)場示范工程，不斷完善形成的干熱巖開發(fā)技術(shù)。

6）中深水油氣勘探開發(fā)配套工程技術(shù)。加快技術(shù)儲備，研發(fā)中深水鉆機、水下鉆機、水下采油裝置、防噴器等鉆井完井設(shè)備，進行雙梯度鉆井、控壓鉆井和尾管鉆井等鉆井完井技術(shù)研究，研究超低溫鉆井液、水泥漿和海水基壓裂液等流體。

3 結(jié)束語

石油工程技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，促使中國石化在頁巖油氣、深層油氣、致密低滲透油氣等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了大突破、大發(fā)展，原油產(chǎn)量穩(wěn)中有升，天然氣產(chǎn)量快速增長。未來，中國石化將繼續(xù)圍繞油氣勘探開發(fā)需求、準確把握鉆井完井技術(shù)發(fā)展方向，按照“兩個三年”、“兩個十年”戰(zhàn)略部署，在完善現(xiàn)有石油工程技術(shù)裝備的基礎(chǔ)上，強化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，著力于核心技術(shù)和裝備研發(fā)，致力于技術(shù)集成配套，打造石油工程技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈，全面提高石油工程技術(shù)裝備的自動化、信息化水平，為我國油氣勘探開發(fā)能力和國際市場競爭力的提高提供強有力的保障。