井工厂

2024-05-18

井工厂(精选三篇)

井工厂 篇1

一、“井工厂”管理模式的内涵及实践基础

“井工厂”管理模式是指在一个平台上集中进行钻井作业, 以密集的井位形成一个钻井“工厂”,流水线式施工,目的是通过一体化、集约化、批量化施工提高效率,降低单井施工成本。该管理模式对一个井场多口井的钻井生产活动进行综合分析,建立地区、地层数据模型,实现“井工厂”的信息共享,以达到提高钻井施工效率、降低钻井成本、提升公司整体盈利能力的目的。

钻井企业“井工厂”管理模式统筹考虑地下与地面条件,通过一体化设计,集约化建设,流水线施工,通过大幅度降低工程成本和提高钻井效率,实现钻井施工管理的规模化、集约化效益;借鉴并移植工厂流水线作业方式把石油钻完井过程分解为若干个子过程,前一个子过程为下一个过程创造条件,每一个过程可以与其他子过程同时进行,实现空间上按顺序依次进行,时间上重叠进行,实现了钻井施工的系统化;利用成套设施或综合技术使资源共享,如定制标准化钻井流程、标准化专属设备、标准化井身结构、标准化钻完井设备和标准化材料,集成运用各种知识、技术、技能、方法与工具,实现了钻井流程的标准化。

二、“井工厂”管理模式的具体内容

1.“3+1”井工厂运作方式。“3+1”井工厂运作方式,即“一区域一模式、一口井一方案、一环节一对策和完井综合回归分析”, 旨在推动技术管理由粗放型向精细化型升级。所谓“一区域一模式”是指通过收集近10年来的的实钻技术资料,分析各油区、各施工区域的地层特性,对比同类型井的施工难点和成功做法,通过优化提炼,形成适合该区域的特有“井工厂”模式;“一口井一方案”是指依托油田数据平台建成企业内部数据库和地层模型, 采集相关数据,进行对比分析,把握施工的重点和难点,由承包人和专家组会商制定最优技术方案,通过承包人向井队技术交底落实,技术部门负责全过程的指导、监督;“一环节一对策”是指技术人员要及时跟踪生产动态,精准把握节点转换,保证生产高效运行,严格落实固控设备验收、水平井地质导向施工前、进入沙河街组等重点环节的验收制度以及重点施工井段、下套管、 固井等特殊作业环节专家盯井制度,确保每个环节对策的贯彻落实;“完井综合回归分析”是指收集整理施工过程中技术措施的落实、效果情况,对比分析实际工程参数、钻井液参数及技术交底中参数的符合率,总结施工过程中的优缺点,提出优化措施,指导下口井下步施工。

2.改进生产流程。坚持以均衡生产为指导,统筹兼顾内部市场每个区域生产组织的特点,从搬家安装、一二开钻井到完井作业的每道工序、每个环节都要倒排计划,实现“井工厂”生产流程差异化管理。做足生产组织的提前准备,充分考虑设计、井位、油地关系和不同季节、不同天气、不同地貌给生产组织带来的诸多困难。从队伍选配、材料准备、后勤支持等方面制定口井生产流程,指派专人掌控相对固定区域的生产进度,做到职责清楚,目标明确,环环相扣,提高各类型钻机的生产时效。

3.强化监督检查。成立由生产、安全、技术等部门组成的验收小组,定期对方案执行、重点环节验收、技术交底考试、专题培训、 技术交流、违反技术指令处罚等方面进行检查考核,通过质量、安全、环保、效益等指标进行量化排名,提高队伍技术水平,实现技术交底由参考书变作业指导书的转变,井队施工由经验性向数字化的转变,技术监控由事后处理向事前预防的转变。推进“安全优快”工程,中深井、深井对标先进保安全、加强公关破难题、敢于突破保优快;推进“水平井的施工方案优化、轨迹设计控制优化、技术组织优化、操作标准优化”的四优化工程,提速提质效果明显。

4.深化对标管理。以“井工厂”为中心,建立完善分层级、分系统对标追标提升机制和考核机制,对“井工厂”进行质量、效益、 QHSE等指标的考核排名。针对油田改变井位投放模式的实际, 加强井位跟踪服务,强化沟通协调,积极争取有效井位,力求工作量最大化。建立内部市场优胜劣汰对标竞争机制,用快速度、 高质量、高效益打好每口井,以优质的服务和工程质量,巩固扩大内部市场份额,优先保证排名靠前井队工作量,促进思想观念由生产服务型向质量效益型的转变。

三、推广应用“井工厂”管理模式的相关对策

1.完善制度建设,保证管理规范化。修订完善技术承包办法等文件制度,不断提高“井工厂”基础工作的精细化和规范化。针对单支井队技术力量相对薄弱和各区域地质条件千差万别的实际,组建钻井专家及技术骨干项目组,对重点区域的重点井进行驻井技术承包指导和监督,对风险高、难度大、技术性强的施工井段、特殊作业重点交底等情况严格把关。将承包井队的打井速度、工程质量与承包者的奖金直接捆绑挂钩,增强技术承包者和被承包井队提速提质提效的责任意识。

2.优化资源配置,提高管理科学化。开展组织结构、装备队伍、 技术资源、区域共享等“井工厂”管理模式的优化工作。推进人力资源的“三定”工作,搞好“井工厂”资源优化配置。规范资产管理使用,调剂闲置资产,处置报废资产,提高“井工厂”资产经营效益。按照实用性、先进性和经济性的原则,结合“井工厂”生产需求,制定钻机压减计划和压减措施,加快由管理资产向经营资产转变,将钻机类型与区域、井型相适应,钻机数量与工作量相匹配,钻机布局与生产需求相融合,地面特点与运行方式相协调,实现均衡生产,推进资源优化。对设备实施差异化管理,实现高、中、 低档钻机配置,满足非常规井、特殊工艺井、丛式井组以及“井工厂”模式要求为目标,配置完善顶驱、高中速双离心机等高端化装备,加强基层生产设施改造力度,提高劳动效率及节能降耗水平。

塑料检查井在工厂建设中的运用 篇2

随着今年来汽车行业的迅猛发展,中国机械工业第二建设工程公司承接的汽车零部件以及汽车总装,焊装,涂装,冲压等工厂越来越多,而且业主都需要尽快投产,工期要求更加严格,对施工企业提出了更高的要求,本文主要对塑料检查井在工业厂房中的运用技术进行探索和总结。

在工业厂房中的排水特点,一般大致分为屋面雨水系统,道路雨水系统,污水系统,废水系统,其中,道路雨水,屋面雨水,污水比较常见。塑料检查井的特点:采用高分子树脂为原料,在工厂预制,井座部分是采用一次注塑成型工艺,在工地现场分体组装,井筒根据标高现场下料,安装速度快,大大提高了施工效率,与PVC管道的使用橡胶圈链接,安全可靠,密封性比较好,在施工过程中不需要水,电,有效的减少了污染和排放。

在我们在万宝井项目的实际操作中,比较适应其应用的范围,整个厂区的最大排水管径小于Φ800mm,埋地深度也小于6m,符合规范要求。土质为一般土质,北边地下水较为丰富,处理的时候注意井的抗浮问题,需要浇灌细石混凝土固定井身,在道路下面的塑料检查井在井口部分需要定制预制混凝土颈圈,上面加盖高分子承重井盖,满足道路通车需要。图1为检查井的构成和基础尺寸。

2 做好塑料检查井座的选用计划

检查井的井座的型号及规格,必须根据整个厂区的实际要求进行分析,要考虑排水管道数量,管子的直径,材料,交汇点方式等综合考虑,做好初步设计策划工作,绘出井座分布图,标明各处的井座的型号及规格。

所有的污水管道必须保持通畅,所有的井座都设置流畅,保持污水同行动平顺,避免污水和污物停留在检查井内,迅速的排放到化粪池或者其他污水处理设备中进行集中处理。

道路雨水口应采用有沉泥室的井座,我们这工地也是选用的复合雨水口,采用形式是现在比较流行的立式道路雨水口,有效的避免重车将雨水篦子压坏,将雨水口隐藏于带有开口的道路侧缘石,埋在绿化带中(见图2)。

在雨水管道上在有些部位应该设置有沉泥室井座,在管道交汇处,或者末端,长距离输送时候,应该设立有沉泥室的检查井,方便清理泥砂和其他杂物,另外应该设置在井筒外径大于等于450mm的检查井。其他的井都需要设置流槽。另外,当管径大于200mm,直线距离超过40m时候,应该在中间设置直通井,雨水检查井可以适当延长10m。有角度的时候,在30°~60°之间,采用45°的弯头井座,在60°~90°之间的采用90°弯头井座。

井盖在绿化带上应该采用硬质聚氯乙烯材质的井盖,设置在车行道上时,应该采用有防护盖座的井盖,在道路上的设置较为复杂,我们采用的是预制的混凝土颈圈,在做好井筒以后,在路槽标高,混凝土颈圈上面采用复合重型井盖,将道路上行车重量由井盖传递到混凝土颈圈,颈圈在传递到路基,避免让井筒直接承受重型车辆的重量,保证其正常使用。设置在道路上的检查井,在回填的时候,一定要做好分层夯实,避免沉降,影响施工效果。

3 施工

井坑与管沟应该同时开挖,注意轴线要保证,有沉泥室的雨水检查井,应该根据大小,局部的开挖沉泥室的深度。在地下水较高的地区或者雨季,应该有排水,降水的措施,可以采用积水坑积水,泵抽排水方式来降低水位。对地质不好的沟底和基地,采用采挖,用级配碎石回填,或采用混凝土垫层。检查井接管安装严格采用以井-管-井的施工顺序安装,管径大于315mm,我们采用线器用专用布带接管。

井筒插入井座的时候应该保持垂直插入,我们在施工中一般采用紧线器,实际安装过程中感觉比较方便,不需要特别的工具,就能安装到位,同时一定要将橡皮圈和卡圈安装到位,避免在施工过程中,其他的车辆或者材料推挤,影响定位。

井筒开孔,用专门的开孔器打孔,修边,接管的时候,采用专门的马鞍形接头,带橡胶密封圈,能够有效的避免漏水,不能直接将管子插入,注意顺序,提高工作的效率。

回填井和管道应同时进行,回填材料从管底基础到管顶以上0.5m范围内的沟槽用碎石屑、粒径小于40mm的沙砾、中粗砂或良知土回填。不得用淤泥,垃圾回填(见图3)。且应该分层夯实,每隔400mm夯实。

4 成本

经过计算比较,相对砖砌井,在人工费方面有很大的节省,实际材料方面价格不分伯仲,传统的砖砌检查井,在人工费方面,砌筑一立方的砖在武汉地区工价在130元左右,普通现场的一个检查井,用量在2m3左右,砌筑工价合计260元,抹灰砂浆按照定额计算,大概在2 m3左右,内外抹灰,面积在25 m2左右,平均人工费耗费200元,加上其他的杂工,做一个普通砖砌井人工费应该超过600元,而且还要在井底抹溜槽,在井壁设置爬梯,所需均是熟练工人。而塑料检查井,普通工人就能做,一个人就可以搬动,三人配合,就能完成,不需要湿法作业,施工工具简单,以我们实际施工中,平均每天能够施工10个井左右,在抢工期的时候,效果尤为明显,比如在涂装室的工程节点,需要提前供水,相应而来的我们的污水排水系统需要4d内完成,在短期时间内,用传统的方法是不可能完成的任务,但是改成了塑料检查井,不需要等待砂浆和混凝土的硬化,也不需要养护,装配成功就可以投入使用。

采用分体组装结构有以下几个优势,可以全天候的施工;需要的工作面比较少,不需要脚手架等技术措施,比如,我们在此厂房东区施工时,需要横穿消防管,煤气管,给水管,雨水系统就有屋面雨水排水和道路雨水排水,外加污水和废水系统,管网相当复杂,此时优势就展现出来了,在复杂管网施工中,由于体积小,有效避免反复破坏,反复调整,几乎都是一次完成,避免了因为巨大的井体导致管网改道的事情,对于用地比较紧张的工厂,更值得采用;密封性也是一大特点,所有的管道和井底链接,都是柔性的,采用密封圈密封,杜绝了水泥砂浆的破损导致的水泄露,地下水的二次污染等等;由于井体是塑料的,内壁光滑,除了有沉泥室的,都是设置导流槽,排水速度是以前的3倍,而且耐腐蚀,使用寿命更长;施工时不要堆积材料,拌合的空间,直接从仓库拿到现场就能施工,不需要临时电源,临时水的接入,不占用临时道路,减少对周围环境和其他施工班组的影响;从节能减排方面来说,由于没有使用黏土砖,节省了土地资源,同时减少了废气,废料的排放,也符合国家的节能减排的号召,符合国家的环保要求,也降低了工人的劳动强度。

我们在施工中执行的是图集08SS523号建筑小区塑料排水检查井,批准部门:中华人民共和国建设部,批准文号:建质【2008】18号,统一编号:GTBT-1043,中国工程建设标准化协会标准《建筑小区塑料排水检查井应用技术规程》(CECS227:2007),《室外排水设计规范》(GB50014-2006)。

井工厂 篇3

1 页岩气“井工厂”技术研究现状

国外页岩气开发先后经历了直井、水平井、分支井、丛式“井工厂”的发展历程,现已广泛采用并形成较成熟的页岩气“井工厂”开发技术。作为美国最先开发成功的页岩气藏,Barnett页岩气开采综合了水平井钻完井、水力压裂和“井工厂”技术,减少了井场占地面积、降低了开发成本、提高了作业效率,成为美国单井产量最高的页岩气藏;美国西南能源公司已将“井工厂”技术普遍用于Fayetteville页岩气开发[4,5,6,7],采用工厂化作业模式,用电驱动自动化大型钻机先后完成同一井场所有井的直井段、造斜段、水平段钻井,显著提高了作业效率;美国Marcellus页岩气田,受地处山区的地理环境限制,存在水资源匮乏、地面交通运输不便等问题,传统直井开采已不能满足其开发需求。采用“井工厂”模式后,该区勘探开发效果得到了显著改善;加拿大Groundbirch页岩气[8,9,10,11,12]开发区,通过采用丛式“井工厂”技术、运用及优化学习曲线等,实现了钻井大提速、开采大见效。

2010年,我国开始探索应用“井工厂”技术。最初是海洋平台丛式钻井理念,而后将“井工厂”技术用于陆上非常规油气开发,并取得了显著效果。中国石化自2011年起,在鄂尔多斯盆地大牛地气田及胜利油田盐227区块等地[13,14,15,16]进行了“井工厂”开发作业,改善了开采效果,并为该技术在其他区域的应用积累了经验;中国石油自2012年以来,依次在苏里格南合作区、苏里格气田苏53区块及威远-长宁页岩气示范区等地[17,18,19],通过结合各区特点,制定了符合各区的“井工厂”模式,进行了“井工厂”开发技术的探索与应用,收效甚好。其中,苏里格南合作区“井工厂”作业模式[20]的应用最为成功与成熟。

2“井工厂”技术的概念及特点

2.1“井工厂”技术概念

在借鉴美国为降低工程成本、提高作业效率而将大机器生产流水作业模式用于非常规油气勘探开发做法的基础上,加拿大能源公司(EnCana)首先提出了“井工厂”技术概念[21,22,23,24,25]。探索实践表明,该技术能降低工程成本、提高资源与设备利用率、缩短建井周期、大幅度提高作业效率,对页岩气及其他非常规油气勘探开发具有借鉴意义和指导作用。

“井工厂”技术指,在有限区域内集中布置大批相似井,采用大量标准化技术装备与服务,以生产及装配流水线方式高效实施钻完井作业的一种低成本工厂化开发模式。具体而言,即在充分考虑地理环境条件、材料供给、电力供应、人力物力情况下,采用“群式布井、集中施工、流水作业、资源整合、统一管理、远程控制”方式[26,27,28,29,30,31,32],按工厂化组织管理模式把各工序衔接起来,并按相应标准进行批量化施工与流水作业,从而降低工程成本、提高作业效率。

2.2“井工厂”技术特点

通过集成应用先进的技术和管理,探索建立了一套以“井工厂”技术为核心的“八化”技术特点[33,34,35,36,37,38,39,40,41]:

(1)工程技术整体化。“井工厂”技术是一项把各类学科知识、人力物力资源、操作技术技巧、创新实践、组织管理模式等众多要素集合成整体的大规模系统化工程。

(2)方案设计最优化。根据最优化原理和方法,综合“井工厂”各方面的因素,以人机配合方式或用“自动探索”的方式,在计算机上进行的半自动或自动设计,以选出“井工厂”钻井流程中一种最好的设计方案。

(3)生产作业批量化。“井工厂”技术采用移动式模块化钻机进行批量钻井(依次钻开不同井的相同井段)。同时,也可对压裂施工进行批量化操作,即将各压裂设备布置在一中央区,对相距数百米至数千米的井进行压裂。批量化作业能节省时间,降低成本,提高施工效率。

(4)作业规程标准化。“井工厂”作业为钻井、完井、压裂、试气等作业队同时作业,为确保生产作业的安全,增强作业的规范性,提高作业效率,制定了相关作业规程。通过将地面工程设施、井场部署、井组设计、施工流程等标准化,按各工序统一标准进行施工,实现作业全过程的精细操作与控制。

(5)施工作业流程化。移植工厂流水线作业模式,把油气勘探开发过程分为若干子过程,非相关子过程间并行作业,相关子过程间实现无间隔衔接作业,实现全过程有条不紊的高速进行。

(6)资源利用综合化。生产物资材料的批量准备和每道工序的批量施工作业是“井工厂”的主要特点,最大程度地节省了时间,重复使用相同的设备与材料,大幅度降低生产成本,实现资源利用最大化,提高经济效益。

(7)经济效益最大化。“井工厂”技术必须紧紧围绕全过程“降本增效”[10]这一主旨进行各类作业以达效益最大化。

(8)队伍管理一体化。参加项目施工的队伍,无论来自哪个单位,一律进行项目统一管理,增强了生产指令和专业配合的一致性和协调性。建立“项目-工程驻井-施工队”的技术指挥管理网络,以及反向的信息反馈,形成技术难点的快速准确解决机制。推行精准工厂化管理模式,实现各道工序标准化施工,精准化衔接,降低无效工作时间。

3 页岩气“井工厂”开发关键技术

3.1“井工厂”整体部署

作为页岩气开采作业开端,合理的“井工厂”整体部署是后续各工序高效进行的前提。总结国内外应用页岩气“井工厂”开发技术的经验教训,得出:在充分考虑地理环境条件、材料供给、电力供应、人力物力情况下,结合地震资料、钻探资料等,利用数值模拟方法、学习曲线法则等,宜使用最小占地面积的开发井网覆盖目标储层,以实现页岩气储量动用程度最大化、开采效益最大化[42,43,44,45](图1)。

3.2 水平井钻完井技术

在直井收效甚微页岩气区,水平井开采效果较好,它减少了地面设施,避免了地面不利条件的干扰,提高了与页岩储层裂缝接触的可能性,增大了与储层气体的接触面积,产量是直井的3~5倍[46,47,48,49,50,51]。

3.2.1 井眼轨迹

设计井眼轨迹时要注意防止井间相碰。通过理论设计、数值模拟、实地操作和观察、及时调整与更正等,得到合理的井眼轨迹。水平段应采用三维井眼,并应与地层最小水平主应力重合,以在压裂中沟通页岩层的天然裂缝与次生裂缝,使裂缝网络复杂化。

3.2.2 高造斜率旋转导向钻井系统

采用高造斜率旋转导向钻井系统对井眼的造斜段进行滑动钻进、水平段进行旋转钻井。可实现直井段、造斜段、水平段一趟钻,并减少了井碰,增加了井筒与油藏的接触面积。

3.2.3 裸眼完井方式

由于采用套管井会造成裂缝的随机传播与不可预测性,故在2001年,一种新型的页岩气藏裸眼完井方式被提出。该方式在页岩气区的应用表明,裸眼完井能大大发挥页岩天然裂缝和节理的作用,大幅度提高了单井产量和采收率。

3.3 水力压裂技术

页岩气储层低孔、特低渗,属于纳米孔喉系统,必须通过大规模压裂方能达到工业油气流标准而进行投产。现常采用水力压裂技术。

3.3.1 压裂液

为形成复杂的裂缝体系以达高产,从2000年起[52],开始将减阻水压裂技术用于页岩气层的压裂施工。由于水是减阻水的主要组成成分,故又名清水压裂。减阻水中的降阻剂能使水以高排量形式快速进入地层。该技术能改善页岩气藏渗透率、减轻对地层的损害。

3.3.2 支撑剂

为降低施工压力、提高裂缝导流能力、达到增产效果,普遍需加砂进行压裂,并且常采用小直径支撑剂以得到可观的裂缝导流能力。

压裂液的回收及处理:常规压裂施工中,一部分压裂液残留在地下无法排出。“井工厂”应最大程度实现压裂液的回收、处理与利用,减少水资源的消耗;应采用配套装置对返排水进行低成本高效率处理,如哈里伯顿公司研制的Clean Wave水处理装置[53]。

3.3.3 压裂形式

采用水平井同步压裂、多级压裂等压裂形式,缩短了压裂时间、提高了压裂设备利用率。

3.4 裂缝监测技术

为观察、评估及改造压裂效果,页岩气“井工厂”开发过程需对储层压裂效果进行监测。现普遍采用微地震裂缝监测技术[54,55,56,57,58,59],即通过地面或井中检波器接收的弹性波信号得出裂缝特性参数,如缝长、缝高、缝走向及分布等,从而实现对裂缝的远距离监测,不断调整与优化压裂方案,以保证压裂效果。

4 国内“井工厂”钻井技术在非常规油气开发中的应用

“井工厂”钻井技术主要是对现场分散作业模式的最大集约,主要运用于国内低渗透、致密油气藏中(图2)。自2012年来[60],我国中国石油、中国石化在“井工厂”实践与探索阶段有一定建树,其中相继在苏里格气田苏53区块及威远-长宁页岩气示范区等进行了“井工厂”钻井技术模式实际运用。

4.1 苏53区大组合平台“井工厂”技术应用

4.1.1 苏53区“井工厂”技术模式

“井工厂”技术的运用使苏53区大组合平台钻井流程化[61]。(图3)它将钻井设备按施工流程模块式摆放,在不甩钻具的情况下,实施整体平移,平台15 m井间距离,3 h即可平移到位;最大平移达60 m,仅用10 h。两部50钻机井架从最初竖立到最后拆装,只经历1次拆装过程,较传统施工方式减少11次中间拆装,节省大量接甩钻具、固井候凝、配泥浆等时间,实现了“井间提速”和“无缝隙施工”[62]。

4.1.2 苏53区大组合平台“井工厂”技术应用效果

2013年,在苏53区块致密气开发过程中[63,64,65],进行了大组合平台“井工厂”技术先导试验,设计了一个13口井的钻井平台(直井1口、定向井2口、水平井10口),结合该区块的实际地质特征,采取“流水线作业、批量化施工、程序化控制、规范化管理”的方式,比计划提前50 d完成平台全部钻井、压裂、试气和投产任务,实现了当年部署井位、当年征地建井场、当年完井、当年压裂、当年试气、当年投产“6个当年”的突出效果。

(1)钻井高效运行。井工厂大平台累计进尺56 695 m,平均单井水平段长932 m,优于设计的856.6 m。B排4月11日开钻,运行213 d,开7交7,进尺30 042 m。5口水平井比计划提前54 d。A排4月26日开钻,运行201 d,开6交6,进尺26 653m。5口水平井比计划提前50 d。

(2)钻井周期缩短。大平台10口水平井,平均机械钻速11.5 m/h时,平均钻井周期30.47 d,平均建井周期34.6 d。在井深和水平段长基本相当的情况下,与2012年同区块水平井相比,平均机械钻速提高31.3%,平均钻井周期缩短45.2%,平均建井周期缩短44.6%。苏53-82-20H井钻井周期仅为22.2 d[66](图4,图5)。

(3)经济产量提升。平台面积0.06 km2,比常规征地节约70%,管线长度减少6.5 km,供水井减少9口,重复利用钻井液2 100 m3,压裂液残余浪费减少377 m3。按同期价格计算,共节约各项费用800余万元。

13口井全部投产后初期日产124×104m3[67],其中水平井平均日产11.85×104m3,比2012年同期水平井平均产量(10.02×104m3)高18.3%。截止2014年3月15日,累产10 050.17×104m3,其中水平井累产气9 810.28×104m3(图6)。

4.2 威远-长宁页岩气“井工厂”技术应用

4.2.1“井工厂”技术方案部署

根据威204和202页岩气区块的地质特征[68,69,70,71],通过精细地质研究,建立地质模型,选择富集区(“甜点”位置),优化“井工厂”方案设计,首先准备完成3个平台18口井,建4×108m3产能[72]。

其设计平台在长城钻探工区为:威204区块+202区块[73,74,75,76],200 km2;其“井工厂”设计7个平台(威204区块H2、H3、H7,威202区块H2、H4、H5、H6);已经开钻平台5个(分别为:威204区块H2、H3、H7,威202区块H2、H5);目前威202H4、H6平台正在钻前施工[77](图7)。

威远“井工厂”作业模式的批量施工。采用“三同步,三统一”工作方式[78]:同步进场、同步安装、同步开钻,统一组织管理、统一作业模式、统一技术规范批量施工。威远204H3井组采用2部70D平移钻机[79],以水基、油基钻井液为批钻分界面;双排6口井,井距5 m,排距30 m(图8)。水基钻进能批量完成单井的一开、二开,然后平移至下一个井位;油基钻进能批量完成三开(定向、造斜、水平段)。

4.2.2 威远-长宁页岩气“井工厂”技术应用效果

“井工厂”技术的运用使得威远-长宁作业区块[80]9部钻机在5个平台开钻23口,中完22口,完钻4口,累计进尺76 670 m。交叉式压裂模式相比于传统单井压裂作业,其提高一倍的工作效率,同时避免了重型作业设备的搬迁及重组,试气周期也大幅度缩短。

“井工厂”模式钻井流水作业,“无缝生产”,生产效率显著提升。其装备使步进式钻机直接给钻机装上“脚”,使钻机的整体移运由常规的8 d缩短[81]。“井工厂”压裂施工和常规压裂相比,最直观的变化就是压裂流程的变化。多井进行交替压裂,节约设备占用,降本增效。

5 国内外“井工厂”技术应用中存在的问题

近年来,“井工厂”技术在非常规油气开发中的重要性日益突出,但该技术在应用中仍存在一些问题[82,83]:

(1)油基钻井液体系已被普遍用于页岩气“井工厂”技术开发,但其成本较高,且当钻遇天然裂缝发育的页岩气层时,可能引发井塌井漏等钻井事故。

(2)“井工厂”技术压裂施工中,会有部分压裂液残留在地下,导致地下水质恶化。目前,在“井工厂”技术作业区及附近,已出现地下水明显受污现象,对当地居民的正常生活用水和农业灌溉用水等造成了影响。

(3)工厂化作业方式决定了“井工厂”技术有赖于各大型装备仪器不停运转,由此消耗大量能源、加重了社会能源紧缺现状。

(4)由于尚未制定一套标准的“井工厂”作业健康安全准则,故作业人员的健康安全得不到保障,未能达到HSE管理体系的基本要求。

除上述问题外,就国内而言,大部分页岩气资源储存于山区地段,地貌复杂,生态环境脆弱,安全环保要求高;水源体系复杂,道路蜿蜒崎岖,运输难度大;页岩气管网建设难度大,工程费用高。由于我国正处于“井工厂”技术探索试验阶段,钻井、完井及压裂技术等还不能完全满足该技术作业要求,尚未形成一套成熟的“井工厂”模式,对丛式井设计、井场个数与分布、井工厂模式及运行管理等还处于探索阶段,故“井工厂”技术在我国的成功应用及推行还面临着严峻考验。

6 结论及建议

(1)树立全过程“降本增效”理念。作为“三低”非常规资源,页岩气单井产量低、开采难度高、资金投入大、投资风险较高。因此,必须树立全过程“降本增效”理念,在气藏勘探、评价、开发方案制定、方案实施与监测、开发调整等环节缩小成本,确保开采效益最大化,促进页岩气商业化开发。

(2)制定页岩气“井工厂”作业的健康安全准则与环境污染评估体系。在开采过程中,应重视作业人员的健康与安全,减少对环境的污染与破坏,保证页岩气开发的健康发展,同时大力研究和发展“井工厂”配套智能化设备及技术。

(3)借鉴吸收国外成熟“井工厂”技术,总结国内苏里格模式及海洋平台钻井技术成功经验,结合国内实际情况,研发“井工厂”配套装备仪器,进一步完善水平井钻完井技术与压裂技术,真正实现流水线作业方式,从而不断优化国内“井工厂”开发模式,形成一套成熟的“井工厂”开发技术。

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