精细控压的创效与实战
□吴玲瑶
试想有一只注满气的皮球，如果你轻轻将它放在水面，那么它与水面就达到了一个理想的平衡；但若你强行将它按下，一旦放手，反作用力将使它迅速窜离，彻底脱离你的控制甚至发生爆裂。
一体化精细控压钻完井技术，这个攻坚当前川渝陆上深井、超深井的利器，要致力于解决的就是在微妙的平衡中找到通往更深地层的路。其核心是平衡，手段是控制，既像在几千米深的地下小心翼翼地走钢丝，又像在皮球与水面之间，也就是井筒压力与地层压力间找平衡，只要够精确够细致，许多不可能都会变成可能。
这是提质增效的技术
庚子年的春天显得特别漫长，到了5月又骤然入夏，气温颠倒翻转，让人捉摸不透。
钻采院科技研发中心副主任，也是一体化精细控压钻完井的总顾问李枝林博士心事重重，他并未因新近获得四川省劳模荣誉喜笑颜开，倒是为低油价寒冬忧心忡忡。他不止一次地表达自己的观点：大形势越是不妙，科技创新的弦越不能松，要挺过难关，没有杀手锏不行。
一体化精细控压钻完井技术就是川庆钻探的杀手锏之一。
随着国内油气资源勘探从陆相地层向深层海相地层转移，井漏、井喷等井下复杂情况也相伴而来，一旦出现复杂，轻则花费大量时间、人力、财力去堵漏、压井，重则被迫弃井，那等于是上亿元的投资打水漂。一体化精细控压钻完井技术，能通过井底压力实时监测、系统自动化诊断分析，有效调节井底压力当量密度，使之保持在地层安全密度窗口之内，实现钻井过程恒定、井下压力控制，能够避免因钻遇良好储层却因压力控制不当而造成的喷漏同存险情，是解决钻井噩梦的“灵丹妙药”。
2008年，李枝林博士毕业并顺利通过博士后进站论文答辩，在原川局总工程师曾时田的推荐下加入钻采院，专门从事精细控压钻井技术研发。此时，精细控压钻井整套成熟技术被国际油服垄断，李枝林和团队成员完全依靠自主研究和大量实践白手起家。他们逐步构建起包括自动节流管汇、实时数据采集与控制系统、回压补偿系统和随钻环空压力监测系统在内的四大件，又借着爆发式增长的欠平衡技术服务订单，悄悄夹带“私货”做单元实验。他们在蓬莱、广安等地的50多口井上进行精细控压钻井系统实验，让系统样机短时间内迅速成型。
凭借前期打下的良好现场基础，精细控压钻井技术初出茅庐便一鸣惊人，先后在国内外多口井钻遇漏喷时临危受命，在一次次找准压力平衡后，迅速化解地层暴脾气，同时也收获着来自地下的馈赠。
“钻”的问题解决了，团队又有了新想法。“变革，任何一项技术的生命力都在于变革。”当年QQ如日中天时，腾讯公司突然推出集语音信息发送、朋友圈等众多新功能于一体的微信，一夜之间火遍全国，重新定义了人们的在线交流方式。这件事对他们触动很大。
他们敏锐察觉到，常规测井、固井、完井作业在川渝地区受套管层次限制，同一裸眼多个高低悬殊的压力系统交互出现，油气显示层位多，储层裂缝孔洞发育导致问题时有发生，如果精细控压技术能延伸应用范围，这些问题都可以迎刃而解。五年时间不到，随着钻、测、固、完一体化精细控压钻完井技术的问世，李枝林和伙伴们真正实现了精细控压技术的钻井全过程配置，也再次定义了这项技术。
根据现场反馈，在深井、超深井钻探中应用一体化精细控压钻完井技术，平均钻井液漏失能降低90.36%、钻井复杂时间能降低96.8%、固井质量合格率达到91.69%，同比提高134%，其在裂缝性地层、窄安全密度窗口、无窗口地层的应用，都显示出巨大优势。如果按照磨溪地区60口井建产、水平段设计600米左右来计算，采用一体化精细控压钻完井技术，水平段可以打到1000多米，只用40口井就能完成60口井的产能建设，节约下来的建井投资费用不是小数目。
“这项技术，就是为提质增效而生的。”十几年过去，如果说一开始精细控压技术只是存在于国外文献中一条看上去很美好的记录，那么到现在，它已经成为了川庆公司一项拿得出手、炫得了技、创得了效的核心技术。李枝林一条路走到黑，越走越有光亮，越走越有名堂。
这是打破国外垄断的技术
这条前景光明的路，在师弟唐国军眼里是另一番风景。
2008年，他和师兄李枝林携手来到欠平衡公司，比起 “看不见”的工艺技术，实心眼儿的他更喜欢同“看得见”的装置、设备打交道。
这一年，塔里木油田公司塔中I号气田水平井在整装开发过程中，遇到喷漏同存、无法钻进的难题，被迫以高昂代价引入哈里伯顿公司的精细控压钻井技术。为了让原型样机模型更加立体，他和李枝林、薛秋来乔装打扮“深入敌营”，希望一窥国外精细控压钻井设备的庐山真面目。
“40多万元的日费，还要单独给他们建基地、开食堂，请不起请不起。”这次失败的“偷窥”经历，没能让他们看到精细控压核心装备，但支付给外方的高昂日费和外方要求的豪华级后勤服务，令唐国军看直了眼睛。
国内钻井公司一口井的投资本就不宽裕，新技术、新装备研发的初衷本就是为了更省钱、省力、省心，如果服务价格这么离谱，那有什么意义？这次经历，对在现场“抠抠搜搜”惯了的唐国军打击巨大，也让他更加坚定了自主研发控压设备，抢占国内精细控压市场的决心。
回到公司，他们便一刻不停地投入关键装置研发，结合国内不同需求和现场实际情况，加紧对控压钻井系统进行创新模块化设计，直到2011年，具有完全自主知识产权的第一代——CQMPD-I精细控压钻井系统终于在万众瞩目中诞生。
那年年底，唐国军带着这套系统，踌躇满志踏上规划日产3000吨的冀东油田南堡区块，这也是精细控压钻井技术第一次接受外部市场检验。
作为重要产区的南堡2号构造系深层潜山奥陶系储层裂缝发育，钻井液密度窗口非常窄，前期4口邻井只要钻遇裂缝就出现溢流和严重井漏，水平段几乎不能打到100米，不要说打到目标层，复杂问题能否顺利处理都成谜。
然而让甲方没有想到的是，孤注一掷请来的精细控压技术，在这块常规钻井漏得一塌糊涂的地下不仅做到了“零漏失”，重点井NP23-P2009井水平段进尺更突破了164米，钻遇3个气层，井底压力得到出色控制；接下来的4口井中，NP23-P2009井在“零窗口”中成功实现安全钻进，发现7个油气显示层，累计进尺290米，超额完成水平进尺20.74%。冀东油田的棘手难题迎刃而解，平均数据显示，这5口井平均漏失量同比邻井降低97.5%，平均复杂时效降低93.9%，水平段延伸长度提高92.2%，平均机械钻速提高99.2%。
复杂处置效率提高了，钻井周期缩短了，日产3000吨也有了着落，精细控压带来的巨大效益让甲方笑咧了嘴，溢美之词毫不吝惜：“川庆精细控压钻井技术是冀东近年来引进的最为成功的新技术！”这也意味着我国自主研发的精细控压装备和技术首次商业应用取得成功。因成效显著，这项技术荣列当年“中国石油年度十大科技进展”，成为中国石油“十二五”工程科技领域跟进国外先进技术向工业应用转化最典型、最成功的案例。
更可贵的是，这套模块化设计的系统较国外设备更加符合国内市场，能够为不同特点井提供“独家订制”的解决方案。由于一开始便走低成本路线，自研技术处处体现着为甲方省钱的小心思：国外引进的节流阀要价10万美金一个，自研的国产节流阀一个才3万多元人民币；国外服务日费要价40万元，他们一天的服务价格才不到八分之一。第二年，曾经睥睨诸油田的国外公司精细控压服务日费应声下跌50%，之后，他们黯然退出固有市场。
唐国军还不满足，他开始进一步优化设备性能、升级系统，此后不断在现场应用中总结经验，完善了恒定压力控制工艺，提高了系统自动化程度与决策、分析、处理能力、HSE管理分析及井控风险识别能力，使井筒压力控制由传统的人工“粗放控制”模式过渡到自动化“精细控制”模式，井口控制压力的精度达到±0.07MPa，井底压力控制精度也由攻关前的±3MPa提高到攻关后的±0.35MPa。
这时，不断催促自己加紧软硬件设计优化的唐国军和队友们，将期待的目光聚焦到川渝油气勘探的主战场。
这是立下汗马功劳的技术
近年来，随着四川盆地勘探开发走向深层，川渝地区磨高区块动辄5000米以上、双鱼石区块一出手7000米以上的高温、高压、高产、高含硫深井，成为拦在天然气效益开发前的拦路虎。
拿钻井人再熟悉不过的高石梯灯影组来说，它是典型的裂缝－孔洞型岩性储层，高产、高含硫，产层钻井几乎口口井漏，溢流、卡钻时有发生，严重影响勘探开发进程。川庆公司在该组前期完成的13口井中，有11口井总计漏失钻井液近8000方，处理复杂耗时近4000小时，严重影响该构造油气开发效益。
堵漏27次，停钻处理36天，漏失钻井液5200多方——这其中，高石001-H2井的命运也连接着最直观的指标——效益。继续采用常规处理意味着看不到头的停钻时间和算得出的材料消耗，白花花淌走的是真金白银；弃井，就等于前期投入的钻井成本全部沉没、后续开发流产，损失更可怕。
而对于长期驻扎川渝钻井现场的精细控压工艺工程师左星来说，运用精细控压技术处理这样的复杂问题已在脑海里推演了无数次。当命运的挑战朝他伸出手，他选择跳起来紧紧握住。
处置过程中，面对以空隙介质为主的川渝高压裂缝产层，几年来在川渝地区打井的经验告诉他，过去“密度越高，压得越死才越安全”的传统处置理念只会造成一个结果——压得越死，漏得越凶，一旦井底压力失衡，还会造成“漏转喷”的险情，损失更大。于是，他果断放弃常规压井堵漏，通过精确控制井底压力，让地层始终保持“微漏”状态再进行处理。
要实现这种平衡，难度堪比在高空走钢丝。这是团队第一次将精细控压技术运用于测井作业，但有了一整套完善精准的压力控制系统加持，左星和队友们走得分外自信。
高石001-H2井的成功带来了控压理念的焕然一新，也让精细控压技术从钻井向测井、固井和完井领域拓展，催生出拥有自主知识产权的一体化精细控压钻完井技术，并正式成为灯影组开发必备利器，拉开了在川渝气田大规模工业化应用的序幕。
当初蝴蝶在北方扇动翅膀，如今在西南掀起了效益飓风。
此后，左星和他的队友们挑“灯”而战，采用“微漏微过平衡”全过程精细控压技术，应用71口井无一失手，产层延伸增加245%；钻井周期从过去500余天缩短到现在200多天，平均用时减少40.31%；20余口井产量达百万方，平均处理复杂时间降低92.4% 、漏失量减少81%，根本上解决了四川深层“复杂多、钻不成、固不好、风险高”的世界性难题，在安岳气田建产，在磨高、九龙山提速上产中立下汗马功劳。
这是被未来选择的技术
钻采院欠平衡钻井技术服务公司经理杨玻，经常站在一幅技术发展趋势图前久久沉思：这是公司自2000年开展欠平衡钻井以来的技术服务量曲线。有意思的是，服务量几乎以每十年为一个周期，在空中划出一条极其标准的抛物线——欠平衡钻井技术的十年，接续着控压钻井技术的十年，在每一次技术效益的谷底即将来临之际，欠平衡公司总是能绝地反弹，在一次次涅槃重生中找到新的效益增长点。
这两年欠平衡公司特别忙，一体化精细控压钻完井技术带来的工作量较过去增长近5倍，近20支作业队忙得脚不沾地，带回了1个多亿的技术服务收入、2000多万的直接利润——这是看得见的效益。看不到的是，较之常规钻完井，这项技术能够大幅减少深井超深井井下复杂发生的几率，有效缩短钻井周期，所节约的钻井液物料人工费，工期缩短所节约的井队日常运行费等，都殊为可观。据测算，以磨高灯影组地层是否采用这项技术为参照，该技术能让每口井节约近500万元；若这项技术还掌握在国外同行手里，那有偿使用的费用，单井至少再增加800余万元。
2019年，一体化精细控压钻完井技术入选“中国石油年度十大科技进展”，被誉为“助推引领川渝300亿方天然气大气区建设和塔里木库车山前勘探开发高质量发展的技术利器”。
为开拓除川渝外的精细控压市场，公司副总工程师、钻采院院长、党委副书记陆灯云带队赴库尔勒与甲方沟通交流，成功中标库车山前区块精细控压作业项目，为精细控压钻井在塔里木站稳脚跟，并进一步扩大市场奠定了坚实基础。他评价：“一体化精细控压钻完井技术从与国外公司跟跑、并跑，现在我们终于实现了领跑！”
今年，精细控压技术团队首次在塔里木油田kes13-3井超深、超高压盐水层、超窄密度窗口实现零漏失、零溢流，一次上返，完美实现超窄密度窗口地层精细控压固井作业。不仅显著降低中完周期，也为盐膏层固井顶替效率提供了良好顶替环境，一举解决了塔里木油田超窄密度窗口难题，为攻克超窄安全密度窗口固井溢漏提供了新的解决途径。
这项原本为解决深井、超深井复杂钻井问题而发展出的先进技术，以其强大的生命力反复论证着它的正确性和无可替代性，也完美契合着当下“提质增效”的题中之义。
沿着控压钻井下降的工作量曲线图，杨玻抬手做了一个上升的姿势，自信满满：“下一个十年，我们的选择还是精细控压！”
低油价寒冬和提质增效压力，在手握“屠龙利器”的精细控压团队眼里，是客观事实，操心无用，行动才是应对低油价挑战的最好办法。杨玻放眼川渝地区500亿、700亿项目的建设和规模化的铺开，坚信这是他们必须抓住的机遇。李枝林带领技术团队动起了脑筋，准备变处置井下复杂的“人脑”为“数脑”，变“手控”为“智控”，让精细控压再度升级。唐国军依旧忙碌，他要继续结合川庆工程技术一体化信息平台，让精细控压装备的技术性能及信息化、智能化水平再上一个台阶。左星还是在每一个驻井的夜里对着星空思索更好的工艺优化和瓶颈突破方法，用一次次实战中检验成果、完善工艺，以期更贴近现场，更快解决问题，更好满足钻井需求。
他们坚信，没有一个寒冬不会过去，也没有一个春天不会到来。
