中油海工:三项核心技术构筑万米井筒健康“长城”
3月16日笔者获悉,中油海工与塔里木油田等4家单位联合申报的“塔里木超深复杂井水泥环长期密封完整性关键技术研究与工业化应用”项目,获得中国石油和化学工业联合会科技进步奖二等奖,标志着该公司在深井超深井固井领域取得的重大突破获权威机构认可。
深井超深井的挑战不仅在于打得深、打得成,更在于能否封得住、封得久。经过多年科研攻关,中油海工直面高温、高压等极限工况,在固井领域取得重大突破,其自主研发的3项核心技术——高温大温差固井水泥浆技术、超高温防衰退水泥浆技术、遇烃自愈合水泥浆技术,已实现规模化应用,成为有效攻克固井难题的秘籍,为深地油气资源的安全、高效、长期开发构筑起坚不可摧的地下“长城”。
秘籍一:高温大温差固井水泥浆技术
众所周知,深井超深井固井经常面临一次性封固井段长、井筒上下温差大的严峻挑战,极易导致水泥浆顶部超缓凝,严重威胁井筒完整性和作业安全。针对这一难题,中油海工自主研发的高温大温差固井水泥浆技术破解了超长井段一次封固难题。
该技术成功突破了现有大温差固井水泥浆普遍仅能适应温差达60至70摄氏度的极限,实现了对100摄氏度以上温差的超强适应能力。
截至目前,该技术已在青海油田、塔里木油田、西南油气田等现场成功应用20余井次,效果显著。在青海油田绿深1井的固井作业中,水泥浆从5200米以深的超高温井底一次上返至地面,成功克服了上下温差高达160摄氏度的极端条件,刷新了国内固井水泥浆一次上返最大温差纪录,为超长井段安全封固提供了可靠的技术方案,有力支撑了深层、超深层油气资源的开发。
秘籍二:超高温防衰退水泥浆技术
常规耐高温水泥石在长期服役中存在强度衰退、水泥环密封性变差的风险,从而导致高压油气上窜,危及后续作业的安全性,大幅缩短油气井寿命。
为攻克这一难题,中油海工组织专家团队探明了超高温环境下水泥石强度衰退机理,创新性运用晶相控制技术,成功研发出新型高温防衰退核心材料,并形成超高温防衰退水泥浆技术。该技术能稳定水泥石在超高温环境下的水化产物的晶相结构,确保水泥石强度在200至240摄氏度的极端温度下长期保持稳定,有效保障井筒的密封完整性,赋予井筒“长寿命”。
目前,该技术已在辽河油田、中国石化青海干热岩等现场应用10余井次,效果良好。其中,辽河油田MT1井井深5877米,井底温度200摄氏度,刷新油田井深与温度双项纪录;中国石化干热岩GR1井井底温度236摄氏度,创国内干热岩固井温度最高纪录。现场应用结果表明,该技术能满足超高温环境下的工况要求,为深井超深井的“长寿”运行奠定了坚实基础。
秘籍三:遇烃自愈合水泥浆技术
固井水泥环在温度压力等作用下,极易产生微裂缝或微环隙,形成油气窜流通道,严重时引发环空异常带压甚至井喷风险,这已成为固井领域制约高压油气井安全高效开发的关键技术瓶颈。中油海工经过多轮科研攻关,自主研发出遇烃自愈合水泥浆技术,可“主动修复”油气泄漏通道,解决高压工况下固井水泥环密封失效问题,实现国内首创。
该技术的核心在于研发出了一种智能烃敏材料,流经的油气会触发该材料发生反应,自动“感知”并高效修复微裂缝通道,恢复密封屏障,如同为水泥环嵌入了“智能感知修复芯片”,实现了从“被动防御”向“主动修复”的革命性跨越。实验表明,该技术渗透率恢复率超过85%,裂缝愈合宽度可达40微米,显著提升了固井一次成功率和井筒长期密封完整性,被誉为固井水泥环的“智能护身符”。
目前,遇烃自愈合水泥浆技术已实现规模化应用,可有效减少传统修井作业,挽回停产损失和修井费超千万元。该技术的核心理念“一次固井,终身受益”,正引领固井技术迈入智能化、长效化的新阶段,为深地复杂油气藏的长期安全稳定生产树立了新的技术标杆。