工程技术人员在生产一线开展技术攻关

记者近日获悉，江汉油田首口瘦身Ⅲ型井-焦页23-Z2HF井近期顺利完井，为页岩油气井全面推广瘦身井身结构奠定基础。

2023年以来，江汉油田工程院专家成功研发瘦身Ⅲ型井身结构技术，该技术属于国内首创，大幅度降低钻井工程投资费用，满足页岩油气储层改造要求，释放大量井位，加快推进了复兴区块效益开发。

效益开发遇难题

涪陵页岩气田开采初期，钻井井身结构为直径215.9毫米的井眼配合直径139.7毫米的套管，由于井身庞大，钻井周期长、材料投入多、钻井成本较高，而当时开发的白马、凤来等深层区块产量不高，导致投入和产出比不高，无法实现效益开发。

为了降本，2020年至2022年底，江汉油田提出并成功研发瘦身Ⅰ型、Ⅱ型两种井身结构，其中瘦身Ⅰ型属于国内首创技术、Ⅱ型属于国际首创技术。

“瘦身井身结构相比传统的常规井身结构，分别缩小各开次井眼尺寸和套管尺寸，在涪陵页岩气田推广使用后，从源头上减少了套管等材料用量，减少固废产生量，降低钻井成本，降本提效效果很好。”江汉油田工程院副院长卢和平说。

但随着气田勘探开发向复兴区块转移，复兴陆相页岩油气储量丰度相对低，实现效益开发需要更大的改造规模来提供单井动用储量，要求套管适当增大，以满足更大的压裂施工排量。如果采用瘦身Ⅰ型井身结构，其偏小的井眼符合瘦身要求，但是套管较小，不符合储层改造需求。如果采用瘦身Ⅱ型井身结构，其偏大的套管尺寸符合储层改造需求，但是工程成本增加，难以实现效益开发。

面对效益开发难题，油田相关技术人员和专家决定研发一种满足复兴等新区块开发条件的崭新的井身结构。

形成“井身再瘦身”思路

为解决效益开发难题，油田钻井专家决定对瘦身Ⅰ型井身结构再瘦身，保持其完井井眼尺寸171.5毫米不变，将完井套管尺寸外径从114.3毫米变为127毫米，研发成功瘦身Ⅲ型井身结构技术。

油田钻井工艺专家秦文斌说，这种新型的井身结构属于国内首创，有两大前所未有的难题需要攻克。

第一，瘦身Ⅲ型井身结构技术，必须将直径127毫米的套管通过直径171.5毫米井眼下入到直径171.5毫米长水平段井底，但是井眼与套管的间隙仅有22.5毫米，并且5000多米长的井眼，又分为直井段、斜井段和水平井段，井筒轨迹非常复杂，下入难度极大。

第二，采用瘦身Ⅲ型井身结构技术，当套管放入井筒居于中心位置后，作业人员会在套管与井筒壁之间的环状空间灌入水泥形成环状空间水泥环，随后的分段压裂作业会在水泥环中打开一个孔洞作为通道，连接井筒和井筒外的地层，让后期压裂作业时从井筒灌入的压裂液通过通道进入井筒外的地层，开展压裂施工。如果套管放入井筒位置不居中，套管触碰井筒壁，在环状空间形成一道墙，后期灌入的水泥无法过墙，在墙的下方形成无水泥灌注的死角。压裂液易漏入死角，造成缺失，没有足够力量撕开地层释放页岩气，而且页岩气会沿密封不严的水泥环向上窜动到井口，引起安全事故。所以，维持套管居中很重要，需要围绕保证固井质量开展技术攻关。

这两个主要攻关思路定了，工程院研究人员就有了攻关的方向。

实现效益大开发

工程院研究人员首先要解决套管顺利下入井眼，如何保证施工中井眼平整光滑？为此，工程院研究人员经过攻关，设计出合理的井眼轨迹，并在施工中通过合理的参数控制，钻出了一条规则平整的长水平段井眼。研究人员还研究出一种流变性和润滑性提档升级的钻井液体系，使用到小井眼钻井施工中，不仅保证井眼不垮塌，还可保证井眼光滑，摩阻更小。

随后，工程设计人员根据研究攻关成果，综合设计出瘦身Ⅲ型井身结构的设计方案，攻克了一系列井身三次瘦身的难题，决定在焦页23-Z2HF井启动施工试验。

2023年6月，试验启动。2023年10月9日，油田首口“瘦身Ⅲ型井”焦页23-Z2HF井顺利完井。该井完钻井深5011米，水平段长1961米，钻井周期33.88天。相比瘦身Ⅱ型井，成本再节约8%。该井试验成功，验证了现有钻井技术条件下缩小井眼环空间隙的可行性，实现了瘦身井身结构的迭代升级，为后续推广应用奠定了坚实基础。

瘦身Ⅲ型井身结构研究和试验成功，尤其是用直径171.5毫米的井眼下入直径127毫米套管的设计理念，属于国际首创，为实现源头提速降本增效开辟了新的思路，可以有效助力页岩气长期稳产、高产和效益开发。同时，该井身结构可以在江汉油田各区块推广，为实现油田“万千百”战略目标和保障国家能源安全作出更大贡献。（黄慧 姜建琼 记者 魏东）