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我國西部地區的自然資源種類豐富且資源量大,其中油氣資源比較豐富的地區有四川、山西、青海、新疆、甘肅,油氣資源的儲量和產量都占到全國油氣資源總量的一半以上。西部地區充分利用資源優勢發展經濟,加快了工業化的步伐,取得了良好的經濟效益[1]。但是,由于相關條件的制約,西部地區的油氣資源勘查仍然不足,還需要做大量的勘查與開發工作,才能與我國能源和經濟發展相匹配。能源礦產地質調查作為中國地質調查的重要工作之一,對于發展國家經濟具備重要的引領和推動作用。近年來,中國地質調查局在西部地區部署了大量的能源地質調查工作,其中油氣地質調查作為工作重點,小口徑油氣地質調查井工作,可查明地層層序,驗證地球物理信息,具備重要的工作意義。
1小口徑油氣地質調查井的意義
相比與常規的油氣鉆井,小口徑油氣地質調查井主要用于查明地質層序,驗證地球物理信息。設計井深不超過2000m,終孔直徑不小于76mm,一般要求覆蓋層以下全孔取芯,并同步開展測井及錄井工作,其主要具備以下重要意義:落實地質調查工程下達的地質任務,通過開展地質調查井,為相關工作區地質調查提供技術支撐。通過地質調查井,為盆地油氣成藏地質條件和成藏規律研究提供科學依據。形成一套適用于研究區的油氣地質調查井鉆探技術體系。提供油氣地質調查井成果和技術方法總結,提升對油氣基礎地質調查的支撐服務能力。
2西部地區的小口徑油氣地質調查井的施工難點
(1)工程風險高。在西部地區開展的油氣地質調查井工作時,部署的井位一般位于未開展過鉆探工作的新區塊,這些區塊往往沒有開展過任何鉆井工作,臨井資料缺乏或者不具備參考性,對地層的認識往往嚴重不足,通過前期地震資料分析取得的地層預測往往與實際鉆遇的地層偏差較大。在地層層序、巖性、壓力梯度、水文條件、油氣水層分布等信息不準確的情況下,開展鉆井工作,存在技術難度大、工程風險較高的難點。(2)設備工藝仍需優化。現有小口徑油氣地質調查井工程主要施工隊伍集中在地礦、煤田地質、核工業、冶金地質等行業[2]。基于歷史原因,考慮到使用習慣和成本控制,其使用的主要鉆探設備多集中在立軸式巖芯鉆機,主要以XY-8和XY-6鉆機為主[2]。設備能力基本滿足施工要求,但是在鉆井時效、處理事故能力、勞動強度等方面均存在明顯的不足。配套的固控系統難以成為體系,無法滿足復雜地層的施工要求,存在較大的施工風險。配套井控裝置雖然基本滿足要求,但是均需要做一定的非標準化改造,越來越難以滿足日益嚴格的安全生產管理形勢。(3)施工的外部環境惡劣。我國西部地區環境十分惡劣,降水少,高溫及嚴寒周期長,風沙嚴重。以新疆托克遜縣新庫的1井為例,其所處的庫米什盆地,年均降水不足8mm,3~6月風沙嚴重,風力一般為5~6級,極端情況超過10級。7~8月為高溫天氣,氣溫最高可超過50°C。下半年降溫迅速,最低氣溫低至-30°C。在以上極端天氣環境中,大風、高溫、低溫均存在導致生產中斷的可能,影響了鉆井時效,同時低溫對鉆井液循環、測井具有顯著影響,容易導致相關工作中斷,影響施工效率和工程質量。以新疆富蘊縣新富地1井為例,其所處的福津盆地扎河壩凹陷,在夏季雨水充沛,容易導致局部洪災,冬季風力強勁氣溫極低,且雪量較大,均對鉆井工作產生較大影響。(4)井場物資補給困難。西部地區地廣人稀,二三產業均較內地存在差距,物資的供應與補給均存在嚴重的困難。地質調查井一般在遠離城鎮的盆地凹陷,物資補給距離過遠,補給的時效較長,容易影響井場的物資供應,導致因補給中斷的工程停工事件發生。(5)項目管理制度落后。油氣地質調查井工程實施是國家公益性地質調查的重要內容,其工程項目管理制度應嚴格按照地質調查項目管理模式進行管理?,F有的項目管理方式仍然以巖芯鉆探的項目管理制度為主,存在散、亂、差等顯著缺點,管理制度不健全、執行難度大、責任機制不明確等頑疾難以根除。其已經難以適應地質調查項目的管理模式,對工程進度的保障難以起到引領作用,對地質調查成果的取得難以起到支撐作用。(6)外部管理要求高。西部地區作為我國的邊疆民族地區,社會管理要求嚴格,與內地的社會管理具備顯著的差異,尤其是新疆及西藏地區,社會治安管理尤其嚴格。在西部地區進行施工的的鉆井隊伍,有較大比例為內地隊伍,這與這種社會管理模式,一時難以適應,間接影響到鉆井的組織與生產。
3應對措施
(1)針對西部地區小口徑地調調查井工程風險高的問題。應采取針對性的解決方法。對于地層資料信息不齊全的問題,采用多搜集地質資料,多搜集同類地質調查井資料的方法,參考正在周邊地區進行的其他地質工作,不要局限于已有的地質設計。針對技術難度大的問題,應采用精心組織,預備多套施工預備方案的方法,不局限于預測的地層和施工難點?;诖?,工程的風險,可在一定程度上有所降低。(2)針對施工設備工藝落后的問題。應采用用好已有設備,逐步更新設備的方法進行解決。考慮到施工成本及使用習慣,傳統的立軸式巖芯鉆機難以采用一刀切的方式進行更新換代,設備方面的重點工作是提高可靠性,采取提高維保能力和強大備件儲備的方式,充分發揮已有設備的施工保障能力,對于提高工程施工能力,具備一定的作用。在后續的油氣地質調查井施工工作中,應充分考慮新式鉆探設備的應用,例如液壓動力頭、巖芯式頂驅鉆機等新式,這些鉆機具備處理事故能力強、鉆進時效高等諸多優點。配備新式的固控系統集成系統(含離心機、除泥器、循環罐等)對于鉆井液的性能維護具備重要作用,這也是以往簡單的除泥循環手段難以達到的。(3)針對外部環境惡劣的問題。應采用重視且制定可行方案嚴格執行的方法應對。針對西部地區高溫的問題,應提前制定高溫施工方案,重點考慮人員、施工、生活保障等多方面,配備冷氣扇或者空調、裝備隔溫野營房、井臺搭建防曬網、井場灑水降溫等多種方式,確保高溫對施工的影響降到最低。針對大風和風沙的惡劣環境,在設備保護方面可以設置低位置風擋,人員勞動保護方面配備高檔防風裝置[3]。針對低溫的惡劣環境,制定嚴格的低溫施工方案,設計到人員御寒、人員取暖、設備防護、施工用水供應、施工用油供應等多個方面。針對夏季洪水的惡劣環境,在井場建設的時候應充分考慮井臺基礎的防洪能力,并設置防洪渠,配備一定的防洪設備。針對雪災的惡劣環境,應配備除雪設備,已經提前預估大雪對井場的封閉隔離作用,提前做好物資儲備。(4)針對井場物資補給的問題。采取因地制宜的方式進行解決。物資儲備采取多備的方式,物資運輸車輛采取用一備一的方式,確保井場補給不中斷。(5)針對項目管理制度落后的問題。把項目管理提高到極高的位置,管理制度制定需具備可執行性,一切與項目考核和上級管理要求為準繩。制度落實到人,人人參與項目管理制度建設。這是一項長期的工作,必須持之以恒,才能從根本上解決此問題。(6)針對外部管理要求高的問題。作為一個客觀存在的現實問題,采取正視與重視的方法予以解決。嚴格遵守國家與當地法律法規,在工程開工前,提前前往工作區相關政府職能部門了解情況,充分溝通,做好應對相關管理要求的工作方案,做到有備無患。發揮國家公益性地質調查工作的政策優勢,全力推進地質調查井工程的有序實施。
4展望
近年來,在西部地區實施的油氣地質調查井已經取得了一些成果,證明這項工作是有著重要意義的,后續的油氣地質調查井工程十分有必要且具有重大的現實意義。
5結論與認識
現有的小口徑油氣地質調查井的技術和裝備工藝能力,基本可以滿足西部艱險地區的施工。建議加大對油氣地質調查井設備、工藝、技術優化研發體系建設的投入。建議完善對小口徑油氣地質調查井的施工管標準,加大管理與技術標準體系的建設力度。
參考文獻:
[1]張遙.西部地區油氣產業集群競爭力研究[J].現代營銷,2018(9):75.
[2]趙志濤,等.巖心鉆機施工頁巖氣地質調查井的井控技術現狀[J].地質裝備,2018(1):8.
[3]尹良先,等.沙漠地區頁巖氣地質調查井施工技術[J].探礦工程(巖土與鉆掘工程),2017(3):20.52.
作者:郭坤 劉文武 趙志濤 單位:北京探礦工程研究所