通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)攻關(guān),中國(guó)石油集團(tuán)石油管工程技術(shù)研究院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)管研院)自主研發(fā)的復(fù)雜壓裂水平井套管變形(以下簡(jiǎn)稱(chēng)套變)控制技術(shù)取得了實(shí)質(zhì)性突破。截至2021年6月2日,在四川盆地威遠(yuǎn)地區(qū)等3個(gè)套變高風(fēng)險(xiǎn)平臺(tái)進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)圓滿(mǎn)結(jié)束,套變控制效果顯著。
為了最大限度地獲取油氣資源,非常規(guī)油氣井普遍采用長(zhǎng)距離水平井組,通過(guò)多級(jí)水力體積壓裂開(kāi)發(fā)。在壓裂過(guò)程中,富含裂縫、斷層的地質(zhì)環(huán)境極易誘發(fā)地層活動(dòng),造成套變,給油氣田高效經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)造成了嚴(yán)重的影響。
“套變是我國(guó)近年來(lái)套損井的重點(diǎn)模式,地質(zhì)運(yùn)移是關(guān)鍵因素?!?石油管材及裝備材料服役行為與結(jié)構(gòu)安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任韓禮紅說(shuō),套管柱是油氣井的生命線(xiàn),我國(guó)每年消耗套管約200×104t,價(jià)值200多億元,控制套變、保障井筒完整性是非常規(guī)油氣開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一,針對(duì)地質(zhì)運(yùn)移環(huán)境的套管柱設(shè)計(jì)方法在國(guó)內(nèi)外尚屬于技術(shù)空白。
在“十三五”國(guó)家油氣重大專(zhuān)項(xiàng)、中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司科技攻關(guān)項(xiàng)目及陜西省科學(xué)基金項(xiàng)目的資助下,管研院創(chuàng)新開(kāi)展了“地質(zhì)—工程—管柱”一體化研究,自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了全球首套非常規(guī)油氣井筒工況模擬試驗(yàn)裝備,為復(fù)雜壓裂井筒模擬試驗(yàn)提供了關(guān)鍵手段。依托該平臺(tái),管研院形成了全井筒協(xié)調(diào)變形控制套變新技術(shù)。
2019年以來(lái),在中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司及中國(guó)石油西南油氣田公司的鼎力支持下,新技術(shù)完成了首批3口井工程試驗(yàn)。其中2口井未發(fā)生遇阻現(xiàn)象,1口井雖然發(fā)生了套變,但與同一裂縫帶上的鄰井相比,套變點(diǎn)數(shù)、遇阻點(diǎn)數(shù)和變形量分別下降60%、67%和26%,套變防治成效顯著。該項(xiàng)技術(shù)的突破,也為我國(guó)解決困擾多年的鹽膏層蠕變、泥巖水化膨脹等造成的擠毀、剪切等套變難題提供了途徑。