NDS鉆井技術(shù)在蘇里格區(qū)塊應(yīng)用的可行性分析

莫榮剛 張志鵬 辛偉

摘要：蘇里格氣田位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西北側(cè)，屬于大型陸相砂巖巖性圈閉氣藏，是我國迄今為止已發(fā)現(xiàn)的開發(fā)難度最大的低滲透率、低壓力、低豐度的“三低”大型氣田。氣田開發(fā)模式歷經(jīng)直井、定向井再到水平井，但鉆井周期長、建井綜合成本高一直嚴(yán)重制約著該氣田的經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)。本文主要介紹了 NDS 鉆井技術(shù)的國外發(fā)展情況、核心技術(shù)、應(yīng)用情況。在此基礎(chǔ)上，研究了此技術(shù)在蘇里格區(qū)塊應(yīng)用的可行性分析。研究表明：此技術(shù)適合蘇里格區(qū)塊，取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，成為蘇里格氣田經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)的主體技術(shù)之一。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地；蘇里格氣田；NDS 鉆井技術(shù)；可行性

1. NDS 技術(shù)概念

NDS 技術(shù)核心思想就是及時(shí)將準(zhǔn)確的信息傳遞給需要的人，換句話說，就是提供一個(gè)完整的工作框架和工藝方法，將多領(lǐng)域的專家、先進(jìn)的預(yù)測軟件、鉆井?dāng)?shù)據(jù)庫軟件和最新的硬件集成在一起，按照以交流和協(xié)作為重點(diǎn)的結(jié)構(gòu)化方法進(jìn)行工作，對(duì)各種井下風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識(shí)別、分析、預(yù)防和控制。NDS 技術(shù)的目標(biāo)是針對(duì)各種不同的特定條件量身定制鉆井方案，重點(diǎn)解決井筒壓力和井壁穩(wěn)定性的控制問題，消除井下意外事故，降低鉆井費(fèi)用。

同傳統(tǒng)鉆井過程相比，NDS 技術(shù)提供了一種全新的鉆井工藝， NDS 鉆井方案的制定和實(shí)施是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。在鉆井作業(yè)過程中，實(shí)時(shí)比較、分析實(shí)際鉆井作業(yè)和設(shè)計(jì)方案之間的差異，并根據(jù)分析結(jié)果判斷方案是否合理。如果合理，則繼續(xù)執(zhí)行合適的鉆井方案；如果不合理，則進(jìn)行鉆井方案調(diào)整，然后再觀測和記錄數(shù)據(jù)，同時(shí)了解和強(qiáng)化對(duì)井下潛在風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測和管理，直至確定合理的鉆井方案。NDS 系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)如圖 1 所示

2. NDS 的關(guān)鍵技術(shù)

信息交流是 NDS 技術(shù)的關(guān)鍵所在，它使有關(guān)專業(yè)人員及時(shí)獲得相關(guān)信息以做出計(jì)劃與決定。這一過程需要將人、軟件工具及數(shù)據(jù)同步化與可視化技術(shù)結(jié)合起來，將可以獲得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用的資料，來優(yōu)化鉆井作業(yè)過程。該過程首先是收集資料準(zhǔn)備鉆前計(jì)劃，并找出做鉆井決定所需要的信息；然后考慮如何及時(shí)獲得會(huì)對(duì)決定有影響的基本測試數(shù)據(jù)；此后，在鉆井過程中應(yīng)用特殊的軟件解釋實(shí)時(shí)獲得的測試數(shù)據(jù)，這些軟件還可以幫助工作人員更快速、更有效地分析數(shù)據(jù)； 最后，利用最新獲得的信息不斷修改鉆井計(jì)劃。概括起來，NDS 系統(tǒng)的工作流程主要包括鉆前設(shè)計(jì)、隨鉆校正、隨鉆決策和鉆后研究等 4個(gè)階段。其主要的關(guān)鍵技術(shù)也可以按照這 4 個(gè)過程分為 4 個(gè)大的方面： 鉆前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測技術(shù)、隨鉆風(fēng)險(xiǎn)發(fā)現(xiàn)技術(shù)、隨鉆風(fēng)險(xiǎn)決策技術(shù)和鉆后風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)。此外信息交流技術(shù)也非常重要。

3. NDS 技術(shù)在國內(nèi)外的應(yīng)用

NDS 技術(shù)在世界各地得到廣泛應(yīng)用，取得了可觀的效益。北海Mungo 油田應(yīng)用NDS 技術(shù)分析和優(yōu)選了井眼軌跡。在方案討論會(huì)上， NDS 團(tuán)隊(duì)在一天內(nèi)就形成了一致的最終方案，節(jié)省了過去需耗費(fèi)數(shù)星期的重復(fù)工作量。詳細(xì)制定并執(zhí)行鉆井計(jì)劃方案，使得該井的鉆井作業(yè)較為成功，沒有因?yàn)榫鄣牟环€(wěn)定造成浪費(fèi)時(shí)間的情況發(fā)生。

墨西哥灣深海垂直探井采用了 NDS 技術(shù)鉆井。綜合運(yùn)用了多種隨鉆監(jiān)測手段，包括了井底環(huán)空壓力隨鉆測量、電阻陣列隨鉆測量，以及地面立管壓力和鉆井液回返監(jiān)測等。識(shí)別出井下裂縫位置，控制了井底壓力，并利用交聯(lián)聚合物進(jìn)行了堵漏。該井克服了 ECD 安全窗口窄的問題，成功鉆達(dá)目的層。

4. 技術(shù)可行性分析

NDS 鉆井技術(shù)是一種新型的鉆井技術(shù)，蘇里格區(qū)塊深井鉆井的數(shù)量增多，井深也越來越深。所以蘇里格區(qū)塊對(duì)于這種深井鉆井技術(shù)也有了更高的要求。而 NDS 鉆井技術(shù)也和好的解決了如下問題：維持較好的井眼質(zhì)量、保持井眼穩(wěn)定性，提高地層壓力預(yù)測等。

5. 結(jié)論

（1） NDS 技術(shù)實(shí)際上是一種新工藝，是一個(gè)開放的多學(xué)科、跨學(xué)科相結(jié)合的技術(shù)平臺(tái)。安全鉆井是 NDS 技術(shù)的目的，鉆井力學(xué)是NDS 技術(shù)的基礎(chǔ)，實(shí)時(shí)測控（包括測量、風(fēng)險(xiǎn)管理、預(yù)測和控制）是NDS 技術(shù)的保證，3D 可視化是 NDS 技術(shù)的手段。

（2） NDS 技術(shù)的發(fā)展仍處于起步階段，遠(yuǎn)未成熟。NDS 技術(shù)未來發(fā)展方向就是形成集風(fēng)險(xiǎn)分析、數(shù)據(jù)采集、傳輸與實(shí)時(shí)解釋、井下監(jiān)測和控制為一體的高度集成化、信息化、智能化和自動(dòng)化的鉆井技術(shù)平臺(tái)，有效避免井下風(fēng)險(xiǎn)，提高鉆井效率和效益。NDS 技術(shù)的市場應(yīng)用前景非常廣闊。所以，從長遠(yuǎn)的角度來看，引進(jìn) NDS 鉆井技術(shù)并在蘇里格開展配套技術(shù)是很重要的。

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