中國工程院院士蘇義腦在一場關(guān)于地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的報(bào)告中形象地說，地質(zhì)導(dǎo)向鉆井，就好比給鉆頭安上了鼻子—— 讓鉆頭聞著油味前進(jìn)。
專家簡介：蘇義腦，中國工程院院士，油氣鉆井工程專家。1976年畢業(yè)于武漢鋼鐵學(xué)院，1982、1988年分獲碩士、博士學(xué)位，1990年由北京航空航天大學(xué)博士后流動(dòng)站（力學(xué)）出站。現(xiàn)任中國石油天然氣集團(tuán)公司鉆井工程技術(shù)研究院副院長，在定向井、叢式井、水平井等鉆井技術(shù)研究與應(yīng)用方面有較深造詣，為中國地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的研究作出了貢獻(xiàn)。
自20世紀(jì)90年代開始，在石油工業(yè)界，一項(xiàng)能夠隨時(shí)“報(bào)告”鉆進(jìn)情況、發(fā)現(xiàn)油層位置的技術(shù)頗為引人注目，這就是地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。然而，很長一段時(shí)間，這項(xiàng)技術(shù)一直被國外少數(shù)幾個(gè)國家和公司所掌握。1999年開始，中國石油天然氣集團(tuán)公司開始致力于該項(xiàng)技術(shù)的鉆研，歷經(jīng)8年努力終于取得成功，2006年12月28日，中國石油對外宣布已掌握了這項(xiàng)技術(shù)。
地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)到底是一種什么樣的技術(shù)，其先進(jìn)性何在？應(yīng)用效果如何？前景如何？8月中旬，中國工程院院士蘇義腦在中原油田作了一場關(guān)于地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的專題報(bào)告，對上面的問題進(jìn)行了闡釋。
現(xiàn)代鉆井技術(shù)發(fā)展趨勢是由幾何導(dǎo)向轉(zhuǎn)為地質(zhì)導(dǎo)向
蘇義腦說，長期以來，鉆井在人們心目中的概念就是打井，就是根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)，采取各種措施向目的層進(jìn)軍。鉆井導(dǎo)向是幾何導(dǎo)向，只要鉆遇事先確定的幾何目標(biāo)，即使沒有發(fā)現(xiàn)油層，鉆井工作也算大功告成。然而，油田開發(fā)的不斷深入和勘探開發(fā)一體化的進(jìn)程不斷加快，對鉆井技術(shù)提出了越來越高的要求。現(xiàn)在，鉆井不再是單純?yōu)榱舜蚓按蚓疄榱顺鲇汀钡恼J(rèn)識(shí)被更多人所接受。同時(shí)，部分測井項(xiàng)目也由原來的完井后進(jìn)行，變?yōu)殡S鉆隨測、在鉆進(jìn)中進(jìn)行。鉆井技術(shù)的發(fā)展趨勢，是鉆探目標(biāo)不再固定不變，而是根據(jù)油層的位置隨時(shí)調(diào)整，將原先預(yù)測固定的“幾何靶”變成實(shí)際上不確定的“移動(dòng)靶”。也就是說，鉆井導(dǎo)向必須由幾何導(dǎo)向轉(zhuǎn)變?yōu)榈刭|(zhì)導(dǎo)向
自20世紀(jì)90年代開始，一項(xiàng)能夠隨時(shí)“報(bào)告”鉆進(jìn)情況、發(fā)現(xiàn)油層位置的技術(shù)誕生了，這就是地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)。蘇義腦為地質(zhì)導(dǎo)向鉆井所作的定義是：以油藏為目標(biāo)，使用隨鉆測量數(shù)據(jù)和隨鉆地層評(píng)價(jià)測井?dāng)?shù)據(jù)，以人機(jī)對話方式來控制井眼軌跡，保證實(shí)際井眼在地層里多鉆有效井段的技術(shù)。
從這個(gè)定義可以看出，地質(zhì)導(dǎo)向的任務(wù)是對準(zhǔn)確鉆入油氣目的層負(fù)責(zé)，它具有測量、傳輸和導(dǎo)向三大功能。具體說就是：近鉆頭測量參數(shù)和工程參數(shù)；用隨鉆測量儀器(MWD)或隨鉆測井儀器(LWD)作為信息傳輸通道，把所測的井下信息傳至地面處理系統(tǒng)，作為導(dǎo)向決策的依據(jù)；用井下導(dǎo)向馬達(dá)作為導(dǎo)向執(zhí)行工具，用無線短傳技術(shù)把近鉆頭測量信息越過導(dǎo)向馬達(dá)傳至MWD(或LWD)并進(jìn)一步上傳；地面信息處理與導(dǎo)向決策軟件系統(tǒng)將井下測量信息進(jìn)行處理、解釋、判斷、決策，指揮導(dǎo)向工具準(zhǔn)確鉆入油氣目的層。
地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)與其他鉆井技術(shù)最重要的區(qū)別，就是把鉆井導(dǎo)向由幾何導(dǎo)向變成了地質(zhì)導(dǎo)向，對于其作用，蘇義腦院士有一個(gè)形象的比喻，那就是該技術(shù)好比為鉆頭裝上了眼睛，地質(zhì)指到哪兒鉆頭就打到哪兒，或者說是為鉆頭裝上鼻子，讓鉆頭聞著油味準(zhǔn)確前行。
中國成為世界上第三個(gè)掌握地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的國家
雖然地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在上世紀(jì)90年代初就已誕生，但在很長一段時(shí)間，這項(xiàng)技術(shù)只被美國、法國兩個(gè)國家的三家鉆井公司所掌握。1999年，中國石油成立立項(xiàng)攻關(guān)小組，決定向這項(xiàng)世界性的先進(jìn)鉆井技術(shù)進(jìn)攻。在鉆井方面具有豐富知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的蘇義腦院士被委以重任，擔(dān)當(dāng)了項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和牽頭人。
任何科學(xué)研究的過程，都注定是一個(gè)艱苦而長期的過程。從立項(xiàng)開始，蘇義腦和他的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通宵達(dá)旦地工作，從來沒有清閑的時(shí)候。
地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的載體CGDS-1近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)，是具有中國獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鉆井系統(tǒng)，包括側(cè)傳馬達(dá)、無線接收系統(tǒng)、正脈沖無線隨鉆系統(tǒng)和地面信息處理與決策系統(tǒng)。該系統(tǒng)從1999年進(jìn)入開發(fā)，先后經(jīng)過20多次重大現(xiàn)場試驗(yàn)和工業(yè)化應(yīng)用，樣機(jī)終于在2006年研制成功，進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模生產(chǎn)階段。
該系統(tǒng)的研發(fā)并應(yīng)用成功，標(biāo)志著我國已經(jīng)掌握了地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，成為世界上第三個(gè)掌握此項(xiàng)技術(shù)的國家，使中國石油成為世界上第四家擁有此項(xiàng)技術(shù)的石油企業(yè)。蘇義腦說：“真正核心的技術(shù)是買不來的，也買不起，買回來就要落后，自主創(chuàng)新是支持一個(gè)國家崛起的脊梁。”
地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)必將成為中國提高老油田產(chǎn)量和采收率的“助推器”
蘇義腦對地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)在中國的應(yīng)用前景非常自信，他說：“地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)已經(jīng)在中國四川、冀東、新疆、鄂爾多斯、勝利等油氣田見到了較好的應(yīng)用效果，以后將在更多的油氣田發(fā)揮重要作用。”
蘇義腦說，由于地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)能夠很好地控制井眼軌跡，因此是開發(fā)水平井的一件利器。井眼軌跡控制是水平井施工中的重要工作，貫穿于鉆井全過程。由于區(qū)塊、地質(zhì)情況、鉆進(jìn)過程、井眼設(shè)計(jì)等不同，井眼軌跡控制也呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的特征。對于因這些復(fù)雜的地質(zhì)情況帶來的井身軌跡控制問題，地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)能夠有效地加以解決。在水平井施工過程中，應(yīng)用該技術(shù)，施工人員可以采用定向造斜和轉(zhuǎn)盤鉆交替進(jìn)行的方式，及時(shí)調(diào)整井身軌跡，使實(shí)鉆軌跡沿設(shè)計(jì)和預(yù)測趨勢發(fā)展，既能很好地鉆達(dá)目標(biāo)，又能使井眼光滑暢通，有利于攜砂、清除巖屑，保證鉆井安全。
同時(shí)，地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)還是開發(fā)薄油層的有效手段。目前，我國整裝的油氣田越來越少，剩余油氣資源的品位越來越差，玉門、大慶、勝利、中原、新疆等老油田，夾層、薄油層、低壓低滲透低產(chǎn)儲(chǔ)層、難產(chǎn)儲(chǔ)層、非均質(zhì)儲(chǔ)層越來越多，鉆井施工難度大、周期長、成本高、單井產(chǎn)量低。如何開發(fā)動(dòng)用這些薄油層，已經(jīng)成為部分油田增儲(chǔ)上產(chǎn)、挖潛增效的重要選擇。隨著地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的逐步發(fā)展完善，這些問題正在逐步得到解決。因?yàn)樵摷夹g(shù)可以通過隨鉆隨測，能夠在鉆井過程中，較為準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)油氣層，并引導(dǎo)鉆具準(zhǔn)確鉆達(dá)目的層，既能拿到儲(chǔ)量，降低鉆井周期和勘探成本，又能獲得較好的產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)效益最大化的目標(biāo)。
地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)已經(jīng)在我國許多油田得到成功應(yīng)用。比如，2006年4月，由中原油田鉆井四公司承鉆的冀東油田高29-15井，在1705～1916米的井段采用地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)十幾個(gè)油層。
蘇義腦說，地質(zhì)導(dǎo)向鉆井技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，使石油企業(yè)既能拿儲(chǔ)量和產(chǎn)量，又能提高鉆井時(shí)率和降低勘探開發(fā)成本，具有廣闊的發(fā)展前景和很高的實(shí)用價(jià)值，為低產(chǎn)、低壓、低滲透薄油層和難采儲(chǔ)層多的國內(nèi)石油企業(yè)帶來了新的希望。對于未來的發(fā)展，應(yīng)進(jìn)一步加大研究、服務(wù)、培訓(xùn)和推廣力度，以推動(dòng)該技術(shù)在更多的企業(yè)進(jìn)入生產(chǎn)領(lǐng)域，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。（袁冰潔）
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