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新时代下的石油钻探生产运行提速提效浅析

邢华纪 徐亮
  
大海媒体号
2024年14期
中石化华东油气田六普钻井分公司 江苏镇江 212003

摘  要:立足于新时代的科技进步和社会发展,浅析如何通过技术创新、管理改革等手段推动石油钻探生产运行实现高效提速。文章分析了当前石油钻探生产运行面临的新挑战与新机遇,随后阐述了包括搬迁安优化调整、先进钻井工艺、科学协调运营、数字化管理在内的关键策略,并结合实际案例分析在提升生产运行效率、降低运行成本、保障安全生产等方面的成效,展望了未来石油钻探行业的发展趋势,提出持续创新并优化整合各类资源是实现新时代下石油钻探生产运行持续提速提效的根本途径。

关键词:新时代 石油钻探 生产运行 提速提效

1 引 言

新时代下,石油钻探生产运行面临着诸多挑战,包括资源品位下降、作业环境复杂化、环保要求提高以及市场竞争加剧等。为适应这些变化并保持行业竞争力,石油企业纷纷探索和实施各种钻探生产运行提速提效策略和技术,旨在提高生产效率、降低成本、保障安全,并实现可持续发展。以下是对新时代下石油钻探生产运行提速提效的浅析。

2 石油钻探生产运行面临的新挑战与新机遇

2.1 石油钻探生产运行面临的新挑战

资源条件复杂化: 随着传统易开采油气资源逐渐减少,石油钻探活动越来越倾向于复杂地质条件,如深海、极地、山岭、非常规油气藏(如页岩气、致密油、油砂等),这些地区上钻难度大、难协调、地质构造复杂、开采难度大、风险高,对钻探技术、设备性能和操作经验提出了更高要求;环保压力增大:全球对环境保护的重视程度不断提高,石油钻探行业必须遵守更严格的排放标准、废弃物处理规定和生态恢复要求。这不仅增加了运营成本,也可能影响项目的审批进程和公众接受度。能源转型与市场需求波动: 全球能源结构正在向低碳化、多元化方向转变,可再生能源的快速发展对传统化石能源构成竞争。同时,全球经济周期、政策变动等因素可能导致石油价格波动,影响钻探投资决策和项目经济性。技术进步与数字化转型需求: 尽管技术创新是应对挑战的关键,但快速的技术迭代要求企业持续投入研发,更新设备,培养人才,以适应智能化、自动化钻探趋势。安全与合规风险: 随着钻探活动向复杂环境延伸,安全生产面临更大挑战。同时,国际法规、地方法规及行业标准的更新,要求企业严格遵守,否则可能导致罚款、停产甚至法律诉讼。

2.2 石油钻探生产运行新机遇

新兴市场与未开发资源潜力: 尽管部分成熟产区资源趋于枯竭,但全国乃至全球范围内仍有许多未充分开发的区域,如地热井、非常规油气、煤层气等,蕴含大量油气资源。技术创新推动效率提升: 先进的钻井技术、智能钻机、实时监测系统、大数据分析等应用,能够大幅缩短钻井周期、降低非生产时间、提高单井产量,从而降低成本、增强竞争力。政策支持: 政府为保障能源安全、促进经济发展,可能会出台税收优惠、补贴等政策鼓励油气勘探开发。绿色钻探与可持续发展:环保法规虽然带来压力,但也催生了绿色钻探技术的发展,如清洁燃烧设备、废弃物管理解决方案、碳捕获与封存技术等。企业通过实施这些技术,不仅可以满足法规要求,还能提升社会形象。城市地质与地下空间利用:随着城市化进程加速,城市地质工作中的钻探需求增长,如地铁、地下管线、地下空间开发等项目,为钻探服务提供商开辟了新的业务领域。

综上所述,新时代下石油钻探生产运行面临复杂地质、环保压力、能源转型等多重挑战,但同时也拥有新兴市场、技术创新、政策支持、绿色钻探及城市地质等众多发展机遇。企业需灵活应对挑战,把握机遇,实现业务的稳健发展和转型升级。

3 浅析石油钻探生产运行提速提效的技术路径

3.1 钻前搬迁优化调整,提速提效

钻前搬迁安优化是生产运行提速提效的先前部分,主要从井位下达后,提升搬迁上钻效率为体现。如何克服搬迁难度大,成本大、施工效率低等因素尤为重要。经过实践我公司根据经验摸索出一系列如“轻车从简”、“优化配车”等方法,“模块式搬迁”、“大位移整搬迁”等搬迁方式,较好的解决了上述问题,促进降本增效,同时缓解了一定时期内运力紧张的矛盾,取得了较好效果。

3.1.1搬迁优化管理的主要方法

承包商管理,默契合作,抢抓搬迁速度。制定承包商考核制度,派专人到现场协调搬迁,对搬迁过程进度考核评价、对比分析,按照周期,择优选出优秀承包商进行长期合作。选取的承包商不论在运输速度及投标价格等方面均占优,搬迁安均能在规定时间内完成,减少了搬迁成本,且能保证安全率,赢得甲方好口碑。

优化流程,规范操作,提高搬迁效率,确保设备搬迁顺利进行。坚持搬迁协调会制度,通过协调落实甲方、公司、项目部、井队、油田运输队等各相关单位工作,明确搬迁任务,规定搬迁期限。钻井设备搬迁作业程序:(1)井位下达后由甲方通知搬迁,公司组织相关单位到井队或者项目部召开搬迁协调会,协调落实搬迁路线、搬迁车次、运输车辆、拖、吊数量、人员、时间和需要甲方协调的相关事宜并做详细记录。(2)钻井队搬迁前召开搬迁动员大会,在队员工明确相关搬迁事项。(3)调度员驻井协调整程搬迁作业,协调监督并在规定时间内完成搬迁任务。

现代化搬迁,优化配车,抢抓搬迁运行。现场协调搬迁,在安全前提下,本着配满车、不压车的原则。根据现场情况,抓好搬迁环节的优化组织。一是在优化配车上细作文章,根据设备吨位合理配车,根据新井场安装需要配货装车发运,根据设备尺寸调配车辆,根据工区不同及搬迁距离远近增减设备:例如省内搬迁,公司采取优化配车,装车不浪费,根据运输车的承载能力大件小件合理摆放,平均搬一口井将节约1-2车次;另外在施工区域集中时,采取统一宿舍用地,每搬迁一口井,将节约搬迁3车次。省外长途搬迁,在能满足生产的前提下,为减少搬迁车次节约成本,公司减少部分宿舍、库房,采取“轻车从简”的方式,在短时间完成搬迁任务,同时减少搬迁车次,大幅降本。二是强化搬迁现场信息沟通,保证现场组织的高效率。在现场组织过程中,加强现场勘察,加强信息沟通,强化现场工作的衔接,及时协调解决搬迁过程中遇到各类情况,例如工农协调、车辆损坏、运力不足等。企地关系协调及时与上级沟通协调,车辆损坏根据实际需求及时联系增加车辆同时进行抢修,运力不足及时根据其它钻井队的搬迁进度及时协调调配运力,最大限度满足现场搬迁需求,提高搬迁速率,保障井队搬迁按计划完成。

从现代理念出发,优化搬迁工艺,挖潜增效。采用现在的模块式搬迁及大位移搬迁理念,所谓模块式就是根据钻机的不同,搬迁方式的不同,摸索的各类钻机的搬迁顺序,并制定作业内容、风险提示和防范措施,模块式搬迁提高了搬迁速度及降低了搬迁成本。大位移搬迁,为了提速提效、降低原井场搬迁成本,2023年公司采取“大位移整体搬迁工艺”进行(通常情况下整体搬迁距离在4-8米左右),直线距离93米,成功完成搬迁,并创造了国内陆地钻机平移最长记录:江苏某井队(**1井整拖**2井),经过前期详细的地形考察、精准的研究和推算,10月13日至14日仅用两天完成整体搬迁。类似工艺的实施节省了起放井架及设备拆迁安装和原井场搬迁的时间,同时还大幅降低了搬迁成本、人员成本、拖吊设备成本等等费用;从安全角度来讲降低了员工操作风险和劳动强度,进一步降低了事故率,确保安全降本提速提效。

统筹协调,提升上钻速率。根据目前公司对标原则,新钻机出厂的搬迁安和设备调试需要一个月才能达到开钻水平,生产服务保障到位,质量优先的和井队生产保持同步或提前实施,可以节约7天时间,在23天左右即可达到开钻水平。跨工区搬迁过程中,涉及施工装备的要求和配套设施的不统一,例如:在川渝工区15天内能达到开钻要求,随着员工业务能力的增强,素质的提升,安全意识的到位,搬迁周期能节约2天。东北工区和重庆工区由于地理及环境因素影响,东北冬季搬迁安需增加2天,川渝搬迁安增加需2天,平均周期为11天。

3.1.2优化搬迁管理的实施效果

通过大位移整拖、轻车从简、统一用房管理等办法,进一步解决了搬迁周期长、员工劳动强大、安全风险高等问题,为钻井队提速提效奠定基础,从而为公司降本增效。1、大幅节约原井场搬迁成本和搬迁周期,以大位移70钻机类型整拖为例,如果按照原井场搬迁安计算所需搬迁费用约41万、人工成本3万、拖吊费用7万,共计需约花费51万;但通过大位移整拖费用计算,搬迁费用15万,人工成本1万、拖吊费用2万,共计18万元。每井次节约搬迁成本约40余万元,上述计算不包含用电费用及工农协调费用。经推算40钻机预节约搬迁成本15万元,40钻机预节约搬迁成本20万元,50钻机预节约搬迁成本30万元。通过轻车从简的方式,节约搬迁成本:省内搬迁平均每口井可节约搬迁车次2车次,每车次预算人工成本、车辆运输成本、其它成本共计约1200元/车次,如果按全年搬迁100井次计算,全年预节约运输成本24万元;另外节约拖吊费用3万元/井次计算,全预可节约拖吊费用30万元,总计算全年可节约搬迁成本54万元。省外跨省搬迁作业,通过轻车从简方式精简设备,井次减少运输车次按5车次为例,节约运输成本18万元,拖吊成本2万元,共计节约搬迁成本20万元/井次/队。以上述跨省长途搬迁计算,如果一年根据实际生产需要跨区域搬迁5口井,全年预计节约搬迁成本100余万元。通过统一宿舍用地管理节约车次及成本。平均每搬迁1口井,可节约3车次,成本1200元/车次,按100口计算,可累计节约300车次,全年可预节约搬迁成本36万元。

3.2 钻中运行,提速提效

钻机上钻后,最大限度控制各井中完及完井作业周期对生产运行提速提效尤为重要,主要从以下几个方面体现:成本控制:钻井和完井作业是油气开发过程中的重要环节,其周期的长短直接影响到项目的整体投资成本。作业周期越长,意味着人员薪酬、燃料消耗、物料供应等各项直接成本持续累积。提高生产效率:在油气行业,时间就是效益。早一天完成钻井和完井作业,就能早一天进行油气开采,从而增加油气产量,提升经济效益。环境影响减小:长时间的钻井和完井作业可能对周边环境产生较大影响,包括噪音、振动、废弃物排放等。

因为缩短钻井中完作业及完井作业周期对于降低成本、提高生产效率、优化资源利用、减小环境影响、管控风险以及适应市场变化等方面都具有重要意义。

3.2.1 精简工艺流程,强化员工技能培养,提升效率

以东北区块部分施工井为例:东北工区设计一开中完平均周期在3.5天左右,实际中完作业周期平均5天左右,大部分一开中完未能在设计周期完成,主要原因工艺流程复杂,主要包括下套管、固井、接放喷管线、安装井口和试压工作、验收、井场标准化等流程,部分井队由于用人调整,员工业务不熟练,以及探井等设计等需要,导致中完周期加长。另外受季节影响,冬季会增加1-2天时间(做设备防寒保暖措施);设计二开中完周期平均在8.5天左右,实际完成二开中完作业周期平均在10天左右,造成周期延期的主要原因是中途通井作业,处理泥浆性能,测井、下套管时间长等影响。设计完井作业周期平均在18.5天左右,实际完井作业周期平均17.9天左右,多数井可以满足要求,有部分探井会增加完井工艺流程,会延迟周期时间。

根据上述数据分析,通过精简完井作业工艺流程和对员工的技能培训可以缩减中完及完井作业时间至少1-2天。

3.2.2 强设备更新保养,提升疑难区块复杂预判,缩短周期

以南川区块近年部分施工井为例:重庆川区块设计一开中完周期平均3天,实际一开中完平均周期7.3天。主要原因是该区块一开常存在井漏等复杂情况,堵漏时间长,影响了中完作业进度,其中有70、80钻机处理复杂超过10天的情况。设计二开中完设计一般在5天左右,实际二开中完平均周期8.3天。原因由于中途转换油基泥浆时施工周期比设计长2-3天,而且为确保下气密扣套管顺利,修划井壁用时较多,影响中完作业进度,另外部分井队BOP老旧,试压不太顺利对正常中完作业和后续施工有较大影响。设计完井作业周期在6天左右,实际完井作业平均周期4.4天,大部分是平台井施工,固完井即整移或解体,相对于其他工区,完井周期符合甲方设计要求。根据上述数据分析,日常设备,尤其是井控设备的保养更新也很重要,提升部分施工区域地层复杂预判更加重要,如能有效控制每口井的复杂处理时间和加强对设备的日常保养,可缩短中完周期3天时间。

4  新时代背景下石油钻探发展趋势

技术创新与数字化转型:随着科技的飞速进步,尤其是人工智能、大数据、物联网(IoT)、云计算等新兴技术的应用,石油钻探行业正经历一场深刻的数字化转型。未来的钻探作业将更加依赖于精准的数据分析、智能化决策支持系统以及远程监控与自动化操作。例如,通过实时监测井下数据,利用AI算法预测和预防潜在问题,提高钻井效率和安全性;使用无人机和机器人进行井口巡查和维护,降低人工成本并确保人员安全。此外,数字化平台的构建将实现资源、设备、信息的高效整合与共享,进一步提升整个产业链的协同效应。

绿色低碳与可持续发展:在全球应对气候变化、推动能源转型的大背景下,石油钻探行业必须积极寻求绿色、低碳的生产方式。这包括采用更环保的钻井液和完井液,减少废弃物排放;提高能源利用效率,如采用节能型钻机、优化钻井工艺;加大对碳捕获、利用与封存(CCUS)技术的研发与应用,以实现碳中和目标。同时,石油公司可能会加大在可再生能源领域的投资,如太阳能、风能、氢能等,以实现业务多元化,降低对传统化石能源的依赖。

非常规油气开发:随着常规油气资源的逐渐枯竭,未来石油钻探将更多地转向高山、极地、非常规油气藏(如页岩气、致密油、油砂等)的开发。这需要研发适应极端环境的先进钻探设备和技术,如深耐低温材料、水平井及多分支井钻井技术等。同时,非常规油气开发往往面临更高的环保压力和社会关注,因此,如何在保障资源供应的同时,实现环境友好、社区和谐的开发模式,将成为行业的重要课题。

5 结 论

总结来说,面对新时代的挑战与市场需求,持续创新,包括持续优化搬迁提速提效和缩短中完时间等,配套并优化整合各类资源,是石油钻探行业应对未来挑战、抓住发展机遇、实现新时代下生产运行持续提速提效的根本途径。这要求行业既要紧跟科技进步,推动数字化、智能化转型,又要践行绿色发展理念,积极探索低碳、环保的生产方式;既要勇于开拓深海、非常规油气新领域,又要善于整合内外部资源,创新服务模式,提升整体运营效率。只有这样,才能确保石油钻探行业在复杂多变的全球能源格局中保持稳健发展,为社会经济持续提供稳定、可靠的能源供应。

参考文献:[1]须健,戴树涛,马士平,钻机的整体搬迁,《石油矿场机械》,2003,32(4):50~51。

[2]刘佩学 , 宁淑霞 , 罗晓丽,钻机整体移运方式的改进,《中国设备工程》, 2007(12):35-36。

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