微孔钻井技术正在多方面拓展着业内人士的想像空间。以前由于成本太高,在美国每年仅钻很少的地震监测井,若能大幅降低钻探此类井眼的费用,则美国开发商使用连续油管(CT)钻井技术钻探的监测井数量就会急剧增长。这样便会使油藏管理更为有效,并可能会改变目前的勘探模式,从而减小深层、非常规油藏开发的综合风险。
在普及微孔钻井技术之前,微孔钻井用仪器技术必须首先过关。目前人们在油气工程方面所做的一些努力包括应用当前所能实现的CT技术钻浅层微孔井、评估钻深层微孔井的可行性、对底部钻具组合进行小型化改造并试验、实现地球物理测井仪器的小型化,以及在井眼地震仪器组件中加入新兴的微型传感技术。与当前用于勘探和油藏描述的技术相比,在终端深度处仅需最小直径的微孔钻井技术将能够提供另一种的低成本选择方案。另外,微孔钻井技术也可以应用于超深和极热的钻井环境。
美国洛斯阿拉莫斯国家实验室已经证明了能够将极小直径(小于3in)的微孔井眼钻到305m深度,其意图是平衡这种钻井能力并对该技术进行微调,以使其能够满足具体的工业监测和浅层钻井开发的需要。据悉,目前已有的小型仪器设备包括混合式CT钻机、微型地震检波器和加速计、具有极高精度的转速高达100万转/分钟的低成本微型陀螺仪,以及焊接式16铬连续油管(这种油管能降低30%的摩擦损失,对超深小井眼来说十分重要)。这类技术使得能够实现低成本和高分辨率的地震监测,进而导致潜在的"设计地震"概念(基于与应用垂直地震剖面技术的低成本监测井眼的有机结合)。随着各种相关技术方案的浮现和对用于这类仪器的材料要求的了解,相信微孔钻井一定能够比预期的要深,有可能达到3048m。
通过对第一阶段研究和制造项目(水平钻井用牵引车、挠性油管钻井用微型钻机、用于23/8in直径CT总成的地质导向钻井装置、微型电潜泵、零排放泥浆装置和雷达导向系统)基金的发放以及目前正在进行的各项试验,估计在第二阶段所评估的一些技术将会集中在对成熟、低压油气藏的欠平衡微孔钻井方面。在第二阶段中要评估的其他概念将包括能钻出31/2in井眼的高级单井眼概念、微孔CT底部钻具总成(更可靠、马达功率更大且机械钻速更高的钻井装置)以及微孔完井和生产设备。
微孔概念逐渐普及
在环境敏感地区如果全年都能进行钻井而不会因受保护物种的迁徙和交配而停止作业,对于钻井承包商而言将受益匪浅,而由于"设计地震"和缓冲钻井技术的结合而导致地层成像能力大为提高,使得这一设想有可能成真。
[page_break] 专家认为,就美国国内石油工业而言,应用当今最新的石油开采方法和技术,通过微孔钻井而开创在成熟油气田进行现场钻井的另一个新时代将同样是一个经济分水岭。事实也的确如此,在一个油田停止赢利之后所剩下的石油量通常都是其原始储量的60%~80%。如果能够广泛采用诸如微孔钻井一类的对环境影响很小的新技术的话,工业界就能够提出很可靠的方案来在环境敏感地区进行油气资源开发。
微孔钻井技术的困难、观念及未来
不久以前,小井眼钻井曾为人们提供了类似于微孔钻井的一些优点,鉴于此,许多人便认为微孔钻井概念不过是小井眼钻井的另一种变形而已,但实际上,微孔钻井与小井眼钻井无论在关键技术方面还是在基本概念方面,都存在着诸多不同。
采用小井眼钻井的目的仅仅是为了找到一种更为便宜的途径来完成常规钻机和钻井工艺所能完成的相同工作;而微孔钻井的焦点则是通过采用各类关键技术来支持一种主要的商业模型,使其可以实现浅层油气资源的开发,并通过与低成本钻井能力的结合而建立起一种能够平衡各种地震成像技术的途径。小井眼钻井可用于几乎任何环境下的常规旋转钻井装置;而对于微孔钻井而言,除了要求应用尺寸小且效率高的CT钻机以外,其焦点主要集中在实现可由CT钻井所提供的高机械钻速方面,以便对浅层油、气资源实行经济性开发。
如果目前新型垂直地震剖面技术和方法能够获得成功的话,就有可能利用自然地震源。在观念转变方面,需要认识到在资源丰富地区实施低成本永久性监测的潜在优势。科学界得益于永久性监测所带来的好处已有许多年了,但石油工业界却还没有享受过这类优势,原因是为了及时满足勘探预算和实施目标,地震资料的合同发包总是短期行为。
根据微孔钻井技术的潜在能力,该技术最终能被应用于环境风险较高的地区。无论何时,只要能够在高作业成本环境中以相对低的成本获取关键的地下资料以便最大限度地降低风险,微孔钻井技术就有得以大展拳脚的机会。专家认为,最值得注意的是带有浅流、水合物以及众多其他潜在短期危害的深水海上环境。
基于目前已有的优势加之工业界对其潜在优势的认可,实现微孔钻井技术全方位商业化的时间肯定会比实现"设计地震"全方位商业化所需的时间要短。由于微孔钻井技术的成本相对较低、风险相对较小,所以在未来5年内,这一新兴技术将用于浅层油气资源开发,并实现重大的商业化进展。
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