走，“组团”寻找页岩“地宫”

古有水文地质调查，凿井取水；今有寻找页岩“甜点”，钻井开采地下页岩油。2020年底，大庆古龙页岩油试验区1号平台的工厂化建井工程拉开序幕。7口采油井附近7部钢铁巨人般的钻机摆开，7条地下通道向页岩油层挺进。高耸的井架为何聚集在此？地下通道会通向哪里？钻井过程都用了哪些“神兵利器”？

找出“甜点”，构建“黄金靶体”

打开一个西瓜，瓜瓤最中间的部位糖分最高、最甜，也最好吃，这一部位就是西瓜的“甜点”。深埋地下的页岩油藏，也有类似的“甜点”区。

古龙页岩油富集程度低、开采成本高，为实现页岩油开发的商业化盈利，建井工程最核心的就是找到地层中的“甜点”区。古龙凹陷那么大，“甜点”区又如何找呢？

古龙页岩油主要赋存在页岩基质孔隙和层理缝中。古龙页岩油藏看似一个连续、均一的整体，但不同层位和区域的地质条件仍存在一定的差异。有些区域油气更富集，丰富的原始有机质转化充分，游离烃含量高；有些区域里更大直径的孔隙提供更大的储油空间，油气更易于流动；有些区域成熟度适宜，有机质大量生油，原位储存，这类区域通常被称为地质“甜点”。有些区域岩石脆性好，破裂压力较小，易于压裂改造，则被称为工程“甜点”。兼具以上双重特性的区域，就是古龙页岩油的“甜点”区。

随着勘探的深入，虽然不同区域、层段的油井，地质条件基本相似，但是采用不同的压裂改造工艺，油井的产量差别很大。运用地质工程一体化的思路，借助地震探测、地球物理测井，以及实验室分析等多种方法，建立起三维地质模型，在“甜点”中进一步构造出钻探的“黄金靶体”，才能确保准确找到页岩油并进行高效开发。

善用建井三利器，快打通道引“油龙”

“黄金靶体”构造好后，如何将其与地面连通，实现“远程打靶”？现场按井眼轨道设计，采用专用控制工具，使钻头在井下某一段沿水平方向钻进，形成类似“L”形轨迹的井眼。

古龙页岩油水平井平均钻进行程一般在5千米，在构造复杂、易塌漏卡的青山口组水平穿行长度超2.3千米，这给钻井提速提效造成了重重困难。如何才能顺利入“靶”，让井钻得又快又好？

钻井工程界常说“钻头不到、油气不冒”。钻头是实现钻井的最核心工具，钻头在钻机转盘、顶驱等旋转动力设备的驱动下，连续破碎地层岩石，最终形成井眼。古龙页岩油钻井用的是最经济、最高效的聚晶金刚石复合片（PDC）钻头，其上镶嵌多个可“自锐”的PDC切削齿。这种高配版的钻头具有金刚石的高硬度、高耐磨性与导热性，还具有硬质合金的强度与抗冲击韧性，应对古龙页岩地下高温、软硬交错夹层的挑战更加从容，是快打页岩油井的开路先锋。

如何引导钻头在“黄金靶体”内行走？PDC钻头是个“路盲”，在随钻测井及导向系统的帮助下才能按照规定路线前行。随钻测井短节是“瞭望员”，通过测量并实时传送地下参数，人们在地面就能“看到”钻头和井眼的各种信息，指导钻头直抵目的层，奔着“甜点”区而去。导向钻具是“方向盘”，结合地面控制钻机旋转系统，就能实现井眼“直行”或“转弯”，让钻头指哪儿打哪儿。

钻开的青山口组地层原有的应力平衡被破坏后，井壁剥落、坍塌等问题易发。这时，被称为“钻探血液”的钻井液开启维稳模式。作为“专属定制”的防塌封堵油基钻井液，油基成分可润滑钻具、抑制页岩水化和地层造浆，利于快速钻进；特定的密度提供平衡井底压力的液柱压力，撑住井壁；多种封堵材料组合形成致密完整的封堵带，封好井壁。由此，钻头可在加固的“铜墙铁壁”中钻进，快速“打靶”更顺畅。

建设井工厂流水线，开采更高效

井工厂是一种快速建造油井的“工厂”。这项技术起源于北美，是美国实现“页岩气革命”的一项革命性技术。井工厂钻井是指同一地区集中部署一批油井，使用标准化的装备或服务，以类似工厂生产或装配流水线的方式进行钻井，从而提高开发效率，降低施工和运营管理成本。

古龙页岩油井工厂按照丛式井原则进行立体平台设计，将2~8口水平井的井口位置在同一钻井平台上“集合”“列队”，形成一个井组。各井井底伸向不同深度和方位，以地上更小的占地面积覆盖地下更大的储层区域。根据井场规格、井口位置、井组数量，工程师设计井口间距和水平段间距，便于多部钻机同时施工。可移动钻机还能节约搬运安装、开次转换等时间，降低钻井成本。

古龙页岩油井工厂有一部钻机连续施工的“ 小工厂”，更有多部钻机同时施工的“大工厂”。井工厂模式统一配置资源，较单井施工模式建产周期更短、成本更低、收效更好，让古龙页岩油的作业方式向前跨出了一大步。

作者：王春娇 程心阳（大庆油田有限责任公司）