中国页岩油勘探开发面临的挑战与高效运营机制研究

中国页岩油资源丰富,并在多个盆地取得重大勘探开发突破,已成为石油战略接替新领域,但页岩油勘探开发时间相对较短,顶层的战略规划与政策导向尚未明确,存在勘探突破难、开发成本高和组织运营不畅等问题。为此,调研剖析了中美页岩油经营理念、宏观环境、资源配置、生产运行、科技水平和信息化程度等现状,深入思考中国页岩油勘探开发的痛点、难点和阻点,认为当前中国页岩油勘探开发主要面临理念思路、技术能力、运营管理和绿色发展等4大挑战。围绕中国能源战略,提出了实现中国页岩油高效运营的对策建议:谋划稳中求进的页岩油发展战略,构建市场机制下多主体融合的战略合作共同体,打造多兵种协作的生产运行新模式,建立迭代式创新的科技发展新机制,建立数智化赋能的信息支撑新范式,开创绿色低碳化的产业发展新格局,营造高契合友好的外部运营新环境。

低油价下石油工程技术创新特点及发展方向

在油价持续低位震荡时期,石油行业面临巨大的困难和挑战,通过石油工程技术创新来实现降本增效已成为行业共识。在此背景下,各国际石油公司大力推进技术创新管理转型,科技创新和技术发展呈现出了一些新的特点和新的动向,值得我国学习和借鉴。在分析石油工程技术创新的行业背景的基础上,研究了国外石油工程技术创新特点,认为技术创新战略由项目驱动和战略驱动向价值驱动转变,跨界合作成为一种新业态,技术服务模式更加重视一体化,技术创新活动更加重视降本增效的实用技术。结合我国油气勘探开发现状及挑战,指出了智能化钻井完井技术、一趟钻钻井技术、高温高压钻井完井技术、复杂井型钻井完井技术、精细化储层改造技术和系统集成解决方案等技术发展方向;并认为,围绕这些技术发展方向涉及的关键技术进行研究,尽快形成适用于我国的石油工程降本增效技术系列,对于我国油气资源的有效动用和经济开发具有重要意义。

分支水平井完井设计与实践

在介绍分支井完井TAML分级情况及完井设计原则的基础上,详细介绍了塑性水泥固井技术在两口分支水平井中的应用情况,以梁46-支平1井为例,分析了分支井完井应注意的问题,对进一步推广应用分支井技术及提高分支井固井质量具有重要意义。

高温高压对超深井钻井液密度的影响

井眼内钻井液密度是进行各种钻井施工和设计的必要的基础数据,高温高压环境下的超深井钻井液密度不再是一个常数,而是随温度和压力的变化而变化,因此有必要对超深井钻井中高温高压对钻井液密度的影响进行研究。利用高温高压钻井液密度模拟实验装置,采用胜科1井现场配制的超深井钻井液,测量了温度、压力对超深井水基钻井液密度的影响特性,根据测量结果,建立了温度、压力影响下的水基钻井液密度预测模型。结果表明,水基钻井液密度受温度变化影响比受压力变化影响大,随着温度、压力的增大,钻井液密度降幅较大,同时,高温高压下钻井液更具有可压缩性。建立的预测模型为合理确定现场钻井液密度范围提供了一种新方法。

页岩油高效开发钻井完井关键技术及发展方向

近年来美国的页岩油产量急剧增长,页岩油钻井完井技术也呈现出一些新的特点和动向。为了给我国页岩油高效勘探开发提供参考和借鉴,分析了国内外页岩油的勘探开发现状,介绍了实现页岩油经济高效开发所采用的关键钻井完井技术,包括储层甜点评价与识别技术、长水平段水平井技术、高密度分段压裂技术、物探-地质-工程一体化技术和大数据分析与工程优化技术等,并结合页岩油经济高效开发面临的挑战及我国页岩油的勘探开发现状,提出了适应我国页岩油储层高效开发的钻井完井关键技术及发展方向,以指导我国页岩油的经济高效开发,保障国家能源安全。

形状记忆聚合物在石油工程中的应用前景

形状记忆聚合物(SMP)是国内外广泛关注的新材料之一,近几年开始开展在石油工程中的应用研究。在分析形状记忆聚合物记忆效应机理和在石油工程中应用优势的基础上,介绍了国外形状记忆聚合物在石油工程中的研究与应用现状,提出了其在智能堵漏钻井液、可膨胀水泥、智能膨胀支撑剂、重复压裂转向剂和防砂筛管中的应用前景,指出了在石油工程中应用的关键技术,包括形状记忆物理机理、特定结构设计、井下力学演变规律及预测和形状记忆聚合物体系性能参数优化。建议围绕以上关键技术涉及的基础理论、工艺技术进行研究,通过现场试验,尽快将形状记忆聚合物应用于石油工程,以提高油气勘探开发效益,降低作业成本。

室内岩石破岩机制试验及应用研究

聚晶金刚石复合片切削齿钻头的合理选取与使用,关系到它技术优势的发挥。在简要介绍国内研发的聚晶金刚石复合片切削齿钻头岩石可钻性测定方法与分级标准的基础上,详细叙述了室内试验的情况、数据处理分析过程及其获取的定性定量结论;从利于实际应用出发,提出了基于有效吃入岩石、岩石种类与切削齿相融、钻进技术参数互补三原则的聚晶金刚石复合片切削齿钻头的选取和使用原则与基本方法。

碳中和约束下油气行业发展形势及应对策略

为积极应对气候变化,多国明确提出了碳达峰和碳中和时间表,经济低碳化成为必然,能源结构将持续转向低碳化,化石能源需求占比将大幅下降,油气行业发展面临着严峻的挑战。为此,分析了碳中和约束下经济与能源低碳转型特征、碳中和对油气行业的影响,介绍了油公司和油服公司应对碳中和目标的主要举措,包括制定绿色低碳发展战略、加速发展低碳能源业务、加大低碳技术研发与应用、加大新能源业务投资、加快石油工程业务低碳化和布局低碳能源服务业务等,提出了我国油气行业发展建议,包括推进油气行业提质升级、有序推进能源低碳化转型、加速低碳技术创新和加快油气产业转型发展等,对我国油气企业在保证油气供应安全的基础上加快新能源与油气业务协同发展、促进企业绿色低碳转型发展具有一定的指导意义。

水力脉冲式钻井工具的研制与应用

水力脉冲式钻井是利用特定的工具使钻井管柱中的连续流转变为脉冲射流,从而改变井底流场的压力状况,进而提高机械钻速的一种钻井新工艺。在分析水力脉冲产生机理的基础上,探讨了基于瞬变流理论的机械阻断式水力脉冲破岩机理,介绍了SLPMC机械阻断式水力脉冲工具的工作原理及结构特点,简单叙述了该工具在胜利油田进行的2口井的现场试验情况。该钻井工具对于提高机械钻速和降低钻井成本具有一定的积极意义。

114例升主动脉瘤的外科治疗

目的 总结升主动脉瘤手术治疗的经验 ,并分析探讨其相关的问题。 方法 对 114例升主动脉瘤患者(其中 6 2例伴升主动脉夹层分离 )施行了手术治疗。 10 5例升主动脉瘤伴主动脉瓣关闭不全患者行 Bentall手术 (升主动脉和主动脉瓣置换术以及冠状动脉开口移植术 ) ,其余 9例患者仅行升主动脉置换术。 结果 手术死亡 7例(6 .14 % ) ,其中 6例为术前心功能 (NYHA) 级患者。随访 10 7例 ,随访时间 7天～ 12 .4年 (40± 30月 ) ,死亡 8例 ,死于颅内出血 3例 ,腹内动脉瘤破裂出血 3例 ,急症冠状动脉旁路移植术 1例 ,原因不明猝死 1例。存活的 99例(86 .8% )情况良好 ,心功能为 、 级。 结论 主动脉置换术治疗升主动脉瘤、Bentall手术治疗升主动脉瘤合并主动脉瓣关闭不全 ,术后可使大多数存活患者获得良好的功能恢复和生活质量 ,手术效果满意。

井底应力场对气体钻井井斜的影响

建立了油气井钻井过程中的井底力学模型,该力学模型考虑了井眼内压力、岩石节理、井眼深度、地应力、岩石材料特性、井眼直径等影响因素,并讨论了各个因素对井底应力场的影响,阐明了气体钻井时井底应力场分布变化对井眼井斜的影响。气体钻井时井眼内的压力远小于井眼周围的围压,井底会出现很大的拉应力,岩石容易破坏,因此,气体钻井时钻井速度远远大于钻井液钻井,但拉应力越大,井眼与岩石节理面交接处产生的应力集中越大,应力集中处岩石更容易破坏,也更易产生井斜。气体钻井时井底的应力状态对地层倾角、材料特性、井眼直径、井眼深度及初始地应力的变化较钻井液钻井时更敏感。

绿色低碳油气开发工程技术的发展思考

为了应对全球气候变化,全球主要国家和地区制定了碳中和减排目标。油气作为传统化石能源,低碳转型是可持续发展的必由之路,通过技术创新与管理来减少碳排放已成为行业共识。在此背景下,绿色低碳油气开发工程技术也呈现出新的发展趋势,值得我国学习和借鉴。在阐述油气开发工程技术低碳发展行业背景的基础上,分析了绿色低碳油气开发工程技术的发展趋势,结合碳中和背景下我国油气行业发展面临的挑战,提出了油气开发钻井提速提效工程技术、数字化智能化油气开发工程技术、碳捕集利用与封存技术、油气开发节能减排与尾废利用技术和油气与新能源耦合技术等绿色低碳油气开发工程技术发展方向。围绕这些技术发展方向涉及的关键技术进行攻关与推广应用,尽快形成适用于我国的绿色低碳油气开发工程技术系列,对于实现净零排放目标和整体经济效益提升具有重要意义。

测井声波预测岩石力学特性的研究与应用

在室内测定岩石声波速度、可钻性、硬度、单轴抗压强度试验的基础上,利用回归分析方法,探索声波速度与岩石机械破碎性能参数之间、地面声波速度与井下测井声波速度之间相关关系,建立了利用测井声波速度预测地层岩石机械破碎性能参数的数学模型,介绍了预测剖面及资料验证结果,并将这一方法用于计算PDC钻头可钻性以及中国南方海相碳酸盐岩地层的岩石力学参数.研究结果表明,利用声波测井资料预测岩石工程力学特性参数是可行的,而要提高地层岩石工程力学特性参数的预测精度,必须区分岩性剖面类型.

国内分支井技术应用面临的主要难题及研究进展

介绍了分支井的技术特点及其在国内外的应用情况,分析认为国内分支井应用面临的主要技术难题有分支井眼参数设计、分支井叉口部位的处理以及分支系统设计的尺寸限制3个方面,总结了国内在分支井领域的研究进展及存在的问题,提出预开窗分支井、地面塑性预成型的6级分支井系统与智能完井技术结合是分支井技术的发展方向。

人工智能在钻井工程中的应用现状与发展建议

人工智能技术是油气勘探开发降本增效的有效手段,也是实现关键技术升级换代,提高竞争力的有效途径。介绍了人工智能技术在钻井工程中的发展阶段和应用优势,在调研国内外人工智能技术在钻井工程中的应用基础上,分析其在钻井优化设计、钻井参数优化、钻井井眼轨迹控制、井筒完整性监控、风险预警和钻井程序决策等方面的应用进展,指出现场应用的关键技术,包括钻井数据的实时共享、人工智能内在逻辑规律的解释、人工智能算法的优选和云计算与边缘计算的协同发展等。最后,分析了国内外主要油气公司人工智能技术研发布局和水平,结合油气勘探开发降本增效需求,提出钻井人工智能技术发展思路和研发重点,为我国利用人工智能技术实现钻井提速提效提供借鉴和研发思路。

页岩气“井工厂”开发关键技术

为了提高页岩气的开发效率,降低开发成本,减少对环境的影响,一个井场钻多口井进行批量化作业的"井工厂"开发模式在北美应用越来越广泛。为此,在国内外文献调研的基础上,分析了"井工厂"开发的特点及现状;介绍了主要的关键技术,包括井场部署、井组优化设计、可移动钻机、批量化作业、井眼轨迹控制、同步压裂、微地震监测、钻井液循环利用和压裂液回收利用。这些关键技术的应用对我国页岩气高效开发具有一定的借鉴意义。

微井眼鱼骨增产技术

微井眼鱼骨增产技术是一种裸眼完井增产技术,通过水射流技术使多个微小分支软管喷射进入储层,提高储层导流能力,具有储层改造有效性高、施工简单、作业成本低等特点。介绍了微井眼鱼骨增产技术的基本原理、工具结构和主要特点,分析了微井眼鱼骨增产技术的关键技术,包括母管与分支管的固定结构设计、分支管材料选择、母管与分支管的密封设计、微型喷射器结构设计、复合破岩机构设计和水力锚设计。现场应用表明,微井眼鱼骨增产技术能在煤岩、碳酸盐岩、砂岩等储层应用,在碳酸盐岩储层应用后产量提高8.3倍。围绕微井眼鱼骨增产关键难题进行攻关研究,通过室内和现场试验,形成我国自主微井眼鱼骨增产技术,为低渗透油气高效开发提供支撑。

高压水射流钻完井技术进展及发展思考

利用有效的钻完井技术,缩短建井周期,提高单井产能,对于经济高效开发深层油气、致密油气、煤层气等油气资源具有重要意义。高压水射流钻完井技术是利用高能流体进行破岩的前沿技术,不仅能用于提高钻井机械钻速,还能用于割缝增产,国外在高压水射流钻完井技术方面开展了大量尝试性研究工作,通过不断创新和改进,已有部分技术实现了商业应用。在总结高压水射流钻完井技术进展的基础上,分析了商业应用存在的问题,针对国内高压水射流钻完井技术发展现状,提出了开展超高压双管连续管水射流钻井技术研究、开展超高压水射流割缝增产技术试验、开发专用的井下喷射和切削系统、深化脉冲水射流技术研究等发展建议。围绕这些关键技术进行攻关研究,通过室内和现场试验,尽快形成我国的高压水射流钻完井技术及配套装备。

川东北地区井斜因素与防斜打快技术方案

直井钻探井眼易斜是制约我国川东北地区钻井速度的主要技术难题之一。分析认为地层倾角大、岩性变化大、岩石可钻性级值高以及钻井方式单一、技术措施不合理是易发生井斜的主要因素。推荐利用Φ279.4大尺寸钻铤塔式钻具组合、“PDC+单弯马达+MWD”复合钻进、利用地层自然造斜规律以及采用自动垂直钻井技术等技术方案进行现场应用,试验效果较好。建议充分利用地层自然造斜规律,通过改变井口位置,将直井改变为定向井钻探,有效减小施工中井斜问题的困扰,提高钻探效率。

低油价下西方油服公司应对策略

低油价下受油公司业绩下滑影响,全球石油工程市场规模大幅下降,油服公司收入和利润锐减。为战寒冬、谋发展,西方油服公司纷纷调整发展战略,优化业务结构。具体策略包括压低服务价格、提高效率,注重现金流、削减人工成本,加强科技创新、以技术赢市场,完善业务链、提供一体化服务,实施国际化战略、强强联合,创新运营模式、提升市场竞争力等。建议我国油服公司在低油价下,要以效益为中心,坚持一体化发展,加强创新驱动,强化合作,提升资本运作水平,关注"一带一路"油气合作等。