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中国海油“贪吃蛇”钻井技术世界领先

日期:2021-01-11    来源:国际能源网综合报道  作者:佚名

国际石油网

2021
01/11
09:13
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关键词: 钻井系统 海洋石油 石油钻井

近日,中国海洋石油集团有限公司(以下简称“中国海油”)7日对外宣布,中国自主研发的旋转导向和随钻测井系统中的高速率脉冲遥传技术在渤海油田南堡区块实现重要突破,传输速率同比提升24倍,同比提高钻井时效20%。

这标志着旋转导向和随钻测井系统成功突破“限速”,正式跻身世界前列,为大规模产业化应用“插上翅膀”。十余载磨一剑。由中国海油自主研发的随钻测井及旋转导向钻井系统技术,打破了多年来西方石油公司的垄断。

旋转导向钻井和随钻测井系统被业界形象地称为“贪吃蛇”技术,代表着当今世界钻井技术发展的最高水平,被誉为石油钻井技术“皇冠上的明珠”。据介绍,该项技术可以在石油钻井中保持旋转钻进,根据需要及时调整轨迹,实施三维定向井轨迹控制。通过这套系统,地面工程师可以控制地下几千米的钻头“瞄着”油层去,“闻着”油味钻,就好像一条“贪吃蛇”,在地层中穿行。

中海油服油田技术研究院院长尚捷指出,高速率脉冲遥传技术是旋转导向和随钻测井系统的关键组成,它的重大突破大幅提升了地面工程师接收信息和发送指令的速率,提高了实时数据分辨率和钻井时效,将显著降低油田开发成本。

传奇故事竟然从车库起步

2006年年底,尚捷从清华大学精密仪器专业博士毕业,在位于燕郊的中海油服油田技术研究院一间普通会议室里参加一场面试。当时技术中心总工程师卢涛意味深长地问眼前这个年轻人:我们离国际上最新的钻井技术还比较落后,你们能不能下决心干出来?

彼时29岁的尚捷,戴着眼镜,满身书卷气,一口答应下来。“当时有种无知者无畏的勇气,就感觉我们不能总跟在别人后面打酱油,要有自主的核心技术才硬气。”很快,他就知道要攻克横亘在眼前的这项世界级技术难题,如同摘取皇冠顶尖的明珠。

随钻测井和旋转导向钻井技术,是令所有油气企业垂涎不已的高端技术。它能够探入地下,如同一条灵敏贪吃的蛇,把地层中的油藏“吃干榨净”。这一顶级技术一直被3家西方顶尖石油技术公司垄断,只租不卖,中国的石油企业每年都要向其支付高昂的租赁费用。

尚捷当时组建起一个平均年龄不到30岁的团队。2008年,团队在创业初期只有4间办公室、6台电脑、7名工程师。没有测试仪器的地方,他们把一个停用的车库重新装修,带着兄弟们在里面“苦中作乐”,打趣说要创造中国的“车库传奇”。

国内无成功先例,国外死死封锁,他带着四五名研发人员夜以继日啃遍资料,寻找各种机会奔走仪修车间、作业现场,在半年时间内吃透设计思路和技术细节,整理编制出20多万字的技术文档和上百张图纸,用了整整一年,推开“贪吃蛇”技术的一道门缝。

通过几年的不懈努力,尚捷和他的团队突破了10余项关键技术瓶颈,自主设计建造试验测试装置近100种,研究开发出40余种高温电路、数千个机械液压部件、上百万行程序代码。经过上百次改进,“贪吃蛇”系统的第一版样机终于问世。

尚捷干脆吃住在现场,每天只睡三四个小时。“再坚持下一次井,再坚持打一米”,峰回路转,国产“贪吃蛇”技术最终让这口井“起死回生”。

尚捷敏锐地意识到,仪器的稳定性问题是“贪吃蛇”占领市场的绊脚石。“贪吃蛇”集合了20多种学科的应用、1000多道高端工艺组装、几百万个代码控制,任何一环都不能掉链子。

尚捷立下了军令状,他率先建立起闭环的故障关闭管理机制,从故障出发,从作业公司的需求出发,全面升级完善“贪吃蛇”基础型的技术及功能。自仪器应用以来关闭故障近百个,成为“贪吃蛇”在四海站稳脚跟的关键。

贪吃蛇大获成功

历经多年技术攻关,中国海油在2014年成功研发中国首套旋转导向和随钻测井系统。尚捷介绍说,该技术问世以来,中国海油已在全球建成5家研发及测试中心,与40余家高校院所建立合作关系,推动旋转导向和随钻测井系统的商业应用规模化和技术研发迭代发展,目前可胜任不同井径、不同地质特性的广泛作业需求。

2011年实钻试验的成功,宣告“贪吃蛇”研发成功,较行业龙头的差距整整缩短4年。2015年,“贪吃蛇”首次海上试作业一举成功,震动世界钻井技术领域,标志着中国海油成为国内首家、全球第四家完全掌握该项技术的公司。

“贪吃蛇”亮相后,国际油服巨头立即改变只租不卖的策略,将高昂的日费大幅降低。这让尚捷更加坚定地认为,外租、分包都是权宜之计,只有拥有自己的核心技术,别人才会真的服你。

目前,尚捷团队研发的“贪吃蛇”技术产品已在我国主要石油天然气产区实现规模化应用,新技术产品累计实现产值超过100亿元,大幅降低了我国油气勘探开发成本,保障了我国油气增储上产。尚捷团队凭借一系列新成果,获得国家授权专利798项、关键技术国际专利9项。

并非没有来自外界的高薪诱惑,但在尚捷心中总有一种家国情怀,“总要在自己的国家干事情,这就像一种基因,已经融入血脉中”。

谈及未来打算,尚捷摊开一张图,上面清晰标识着“贪吃蛇”世界技术阵营,“我们在缩小差距,但前三名的位置一直没有被撼动,对标世界一流,要不断刷新升级‘贪吃蛇’技术到3.0版,我们还要往前冲,别无选择!”

数据显示,截至2020年底,中国自主研发的旋转导向和随钻测井系统已在国内成功完成520井次的作业,累计钻进50万米,相当于钻穿57座珠穆朗玛峰,作业范围全面覆盖国内海上和主要陆地油气产区。


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