克拉玛依融媒记者 侯婧婧 高宇飞 王雨萱 通讯员 刘可成 任涛
6月2日，和煦的风裹挟着戈壁的砂砾掠过井架，吉木萨尔页岩油钻井现场机器轰鸣声不绝于耳，一片热火朝天的油田生产景象。随着钻头突破“千层饼”似的地层精准抵达目标层位，对讲机里传来了钻井人员兴奋的呼喊：“2025年度‘产能建设攻坚战’迎来阶段性胜利！”
截至当天，已有30口井顺利完井。
阶段性成果十分喜人，更令人振奋的是页岩油开采跑出了“加速度”：平均钻井周期压缩至26.1天，完井周期32.06天，分别较2024年平均指标提升0.9天和0.94天。
吉木萨尔页岩油钻井作业现场。张茜 摄
这份亮眼成绩的背后是新疆油田公司采油工艺研究院（监理公司）（以下简称“采油院”）数十年如一日的坚守。
在国际能源格局持续深度调整的当下，页岩油气等非常规资源正成为保障国家能源安全的战略支点。2011年，在准噶尔盆地这片广袤的土地下，钻头叩开了吉木萨尔这座巨型页岩油宝库的大门，填补了我国陆相页岩油大规模勘探开发的空白。
新疆油田公司勇担建设首个国家级陆相页岩油示范区的光荣使命。作为工程技术参谋部的采油院以“愚公移山”的韧性深耕钻完井技术，在井身结构、钻井提速、钻井液体系等领域取得重大突破，形成了独具特色的“三式绝学”技术体系，为页岩油开发在提速、提效、提质的赛道上注入强劲动能。
第一式：井身结构“缩骨神功”
2019年，新疆油田公司通过了采油院提出的二开井身结构试验方案。同年，在埋深近4000米的水平井JHW07121首次成功应用，宣告井身结构“缩骨神功”大功告成。
JHW07121水平井仅用时50天，与同批次井平均钻井周期相比，减少了34天。这也标志着吉木萨尔页岩油开采即将掀开全面推广二开井身结构的崭新篇章。
井身结构，就像是倒悬在地下的多层“宝塔”，由层层叠叠的套管和水泥组合而成，“塔尖”直击储层。井身结构决定着油井能否成功打成和花费几何。
以吉木萨尔页岩油原本普遍采用的三开井身结构为例来讲，最外层的“表层套管”宽大稳固，把松散的浅表地层固定住，中间的“技术套管”避免了不同压力层之间的流体出现“打架”事件，而最为狭窄的油层套管则是油气通往地面的“专属通道”。
“这三层套管层层嵌套，给油井搭起了一个稳固的‘保护架’。但这种结构也存在弊端，下套管耗时费力。下完一层套管后，要等水泥凝固，才能接着下另一层，耗费大量时间。而且，多一层套管就多一份成本支出。”采油院钻井工程研究所副所长刘可成说。
若想大幅提升钻井效率、降低成本，对井身结构“做减法”迫在眉睫。
然而，昌吉油田吉木萨尔页岩油的地质条件极为复杂，油藏埋深跨度达1900米，地层压力复杂多变，极大增加了井身结构优化设计难度。
现场人员调试设备。张茜 摄
2018年，采油院钻井工程研究所科研人员席传明（现任采油院院长助理兼钻井工程研究所所长）提出了一个大胆的想法：给井身结构来个“瘦身大法”——减去中间的技术套管。
经逐井排查、复盘资料、研究技术、开展实验，席传明创新提出风险定量评价方法，得出二开结构可行的结论。
二开井身结构应运而生。
“三开”变“二开”并非简单的加减法。为了让这一结构切实可行，在水基钻井液换成了油基钻井液的前提下，采油院对表层套管和油层套管也进行了优化，延长套管的同时，让这两者各自分担了技术套管的功能，以更好地应对复杂地层。这一高效组合既保住了三开井身结构的核心防护功能，为钻井提速按下了“快进键”，同时也节省了支出。
井身结构的革新之路布满荆棘，绝非一朝一夕之功。“三开”到“二开”背后是采油院十年如一日的“硬核攻关”——3600多个日夜的反复推演、无数次深入岩层的实地勘察、上百次方案的推翻重来，才终于实现这场钻井领域的“瘦身革命”。
在浅层钻井中，采油院便率先成功使用二开井身结构，为后续全面推广奠定了坚实基础。
厚积薄发终有时。2020年11月，一则让人备受鼓舞的消息传来，JHW05833井顺利完井，其所在的58#平台部署的8口井全部采用二开井身结构+油基钻井液的钻井方案，平均井深5647米，水平段长1800米，钻井周期缩短至36天，完井周期50天，较前期缩短46%！这组“破纪录”的数据，让采油院备受鼓舞。
如今，二开井身结构已经在吉木萨尔页岩油开采区域全面推广开来。截至2024年底，这一技术已累计成功应用360余口井，平均完井周期实现由91天到50天再到33天的“三级跳”。
采油院探索的脚步从未停歇。“我们将持续优化井身结构，向着更高的钻井效率、更优的开采效益发起新一轮冲锋。”席传明说。
第二式：钻具组合“独孤九剑”
俗话说：“没有金刚钻，不揽瓷器活。”
在吉木萨尔戈壁深处，这句话成了新疆油田人攻克陆相页岩油开采难题的真实写照：没有一套好工具，就干不来页岩油开采这项精细活。
面对这片地下薄如蝉翼的页岩油藏，采油院历经数年打磨，终于锻造出一套能在千米岩层间“穿针引线”的“金刚钻”，在钻井提速方面实现了质的飞跃。
采油院钻井专班人员在讨论长水平段水平井钻井技术措施。张茜 摄
昌吉油田吉木萨尔页岩油油层平均厚度仅1.5米，不足常规油层的三分之一，再加上复杂地层的干扰，开采极为困难。采油院大胆创新，首先在钻头上进行了优化，将平头钻头改为非平面的弧形尖锥设计的高效PDC钻头（聚晶金刚石复合片钻头）。
“以前钻井像是在用铁锹，挖1米要‘吭哧吭哧’干上半天，现在通过破解塑性泥岩和致密页岩高效破岩‘密码’，创新了混合布齿PDC钻头，为钻头装上了‘狼牙’，减少磨损的同时，让钻头在岩石间‘啃咬’时更加精准、省力。”采油院副院长石建刚说。
但要在页岩油开采的“赛道”上真正提速，光换钻头还远远不够。采油院又开启了钻井工具迭代之路。
“过去，钻井作业主要依赖螺杆钻具。”新疆油田公司企业高级专家聂明虎说，这一钻具需要工程师时刻紧盯数据，反复调整方向，不仅耗时耗力，还容易出现偏差。
在将水基钻井液改为油基钻井液后，团队顺势引入旋导钻具，这一工具能实时根据地质变化调整方向，让钻头在薄油层间“走钢丝”也稳如泰山。
然而技术突破从不是一帆风顺，螺杆工具动力强却精度欠佳，旋导工具虽精准却动力不足。
2024年，技术人员创造性地将两者结合，同时引入跨螺杆通讯短接，解决地下信号传输不畅的问题，打造出“配备强劲发动机的智能导弹”，形成了“旋导+螺杆+高效PDC”的一趟钻提速组合。
至此，这套“金刚钻”总算是实现了全方位的升级。2024年，完钻100余口井，全井平均机械钻速从7米/小时飙升至20米/小时，钻井作业也从“蜗牛爬坡”变成了“乘风直上”。
第三式：钻井液“乾坤大挪移”
在钻井这一没有硝烟的战场上，还活跃着一个辅助系选手——钻井液体系。这看似普通的流体，实则是陆相页岩油开采的“效率密码”。
要理解钻井液的重要性，得先看懂地下的“千层蛋糕”。地下世界就像是层层叠叠的蛋糕，由不同的岩石、矿物、流体组成不同地层组合而成。想要挖到地下的“液体黄金”，钻头不仅要切开这些“蛋糕层”，并且在面对来自四面八方的压力挤压时保持“蛋糕”精致的造型。
采油院钻井专班人员在现场检查油层套管型号。张茜 摄
钻井液体系，正是破解这一难题的“救命稻草”。钻井液既能润滑钻头减少摩擦，又能悬浮岩屑防止堵塞，还能平衡地层压力，防止井壁坍塌。
纵览前文，文中频繁提到，在吉木萨尔页岩油开发中，无论是成功优化井身结构还是实现钻井显著提速，都有一个十分关键的前提条件——把水基钻井液换为油基钻井液。这也是采油院优化钻井液体系的一次有效尝试。
顾名思义，水基钻井液就是以水为“主角”，搭配各种化学助剂的钻井液；油基钻井液即以油为主，水、有机粘土和化学处理剂辅助组成的钻井液。
相较于中规中矩的水基钻井液，油基钻井液润滑性能更强，抗高温，且不怕遇水就“闹脾气”的水敏性岩层。然而这剂“良药”也有副作用——封堵能力差，容易引发坍塌，而且价格昂贵。
为了“鱼与熊掌兼得”，采油院针对易垮塌地层展开微观“解剖”，用不同粒径的碳酸钙、沥青等材料组成“封堵兵团”，又引入纳微米级材料，从纳米到微米的孔隙全部精准封堵。
面对高成本，他们大胆尝试“聘用”不同材质的乳化剂，让顶级“调解员”凭借亲水又亲油的“双面特性”，大力缓和油水“矛盾”，让油水比从85:15降至75:25。在降低钻井成本的同时，又提升了钻井安全性。
为响应国家号召，提升资源可重复利用率，降低钻井成本，使用过的废弃油基钻井液往往会被循环利用。然而，在钻井过程中，一些被钻头切下来的细小岩屑颗粒往往会融入钻井液中，堆积后还容易造成井壁垮塌，且不易被过滤拦截。
钻井现场技术人员正在观察岩屑状态，判断钻进层位。张昀 摄
“在这种情况下，我们考虑加入特制的絮凝剂来解决这一问题。” 新疆油田公司企业高级专家戎克生说。那些困扰钻井的细小岩屑颗粒在絮凝剂的帮助下被快速“捆绑”沉降，原本只能重复利用4口井的油基钻井液，如今能服务8口井，单井节省成本150万元，真正实现了“变废为宝”。
在昌吉油田吉木萨尔页岩油的能源攻坚战场上，井身结构革新、钻井工具升级与钻井液体系优化，恰似支撑陆相页岩油高效开采的“三驾马车”，三者协同发力，创造出“1+1+1>3”的效益。
据2024年统计数据显示，曾经打一口井需要3500万元、耗时91天。如今凭借这“三大法宝”，成本直降至1800万元，周期缩短至33天。
积土而为山，积水而为海。2025年是建成国家级陆相页岩油示范区的决胜之年，新疆油田将持续破解陆相页岩油效益开发难题，锚定年产140万吨目标奋勇前行，将能源饭碗牢牢端在自己手中。
