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當前類別:國內外要聞

中國海油成功研發并推廣隨鉆測井、旋轉導向兩系統

[ 時間:2017-03-06 點擊:1624 ]

     自2014年11月成功在遼東灣首次海試一年以來,由中國自主研發制造的隨鉆測井系統(Drillog)、旋轉導向鉆井系統(Welleader)頻頻現身渤海灣,先后高質量完成渤海油田8口井的作業,兩項技術的國際壟斷被打破,也撬動了國外公司曾經高企不下的相關技術服務價格和一度全面封鎖的產品技術。

作為系統和技術的研發與制造方——中國海油所屬中海油田服務股份有限公司名副其實地成為世界第四家、全國首家同時擁有這兩項技術并實現商業化作業的企業。他們是如何做到的?

他們為何走上自主研發之路?

旋轉導向和隨鉆測井兩套系統是油氣行業在定向鉆井、隨鉆測井技術領域的兩大“撒手锏”,代表著當今世界鉆井、測井技術的最高水平,是進行超深井、大位移井等高難度定向井作業的利器。

近年來,隨著國內外大部分油田相繼進入開發后期,而新探區大部分都處于特殊地質環境,勘探開發難度和成本增大。為了提高油氣采收率、降低油田整體開發成本,超深井、大位移井、多底井等特殊工藝井技術相繼出現,而旋轉導向技術和相配套的隨鉆測井系統成為鉆成這些高難度井眼軌跡井的關鍵技術。

僅以定向井為例,目前全球超過40%的定向井采用旋轉導向系統鉆成,其優勢在于能夠實時控制井下鉆進方向,實現類似于“3D版貪吃蛇”的鉆具運行軌跡調整,一趟鉆貫穿分布在“三維”區域內的目標地層,甚至可以讓直徑0.2米的鉆頭在0.7米的薄油層中橫向或斜向穩定穿行,實現一趟鉆橫向移動1000米以上位移的水平井作業。這種精準制導對最大化開發油氣田資源具有重要價值。

旋轉導向系統能夠在地下幾千米完成鉆井作業,離不開隨鉆測井系統的“導航指路”。隨鉆測井系統能夠隨時將鉆進沿途的井下地質數據反饋至地面,由測井工程師完成即時的信息處理和命令傳達,相當于為井下設備加裝了“千里眼”。

兩套系統并肩作戰,能夠實現真正的地質導向功能,實時根據鉆遇地層調整井眼軌跡,可極大提升油層鉆遇率,是大幅降低油氣田開發成本、高效開發海洋油氣資源的重要法寶。然而,當時中海油服在這兩套系統上只能受制于人。

“對中海油服而言,我們當時面對的是完全加密的技術封鎖和從不出售的產品壟斷。”中海油服油田技術事業部(下稱油技事業部)總經理余峰說。

20年來,國外在這一領域的研究已具有較高水平,但那時出于壟斷需要,國外擁有核心技術的幾家大公司,都是只提供日租金高達數萬美元的技術服務,而不出售產品。

業界普遍認為,要完全自主研發旋轉導向技術難度大、風險高。但是,如果走集成創新、以系統點的突破來研發替代型的國產產品,會因為國外系統升級換代過快導致國產化的某些部件跟不上新系統而無法適用。由此,自主研發獨立系統成為不得不走的“華山道”。

他們憑什么能快速成功?

在國際測井、定向井領域,全球頂尖油田技術服務公司在百年石油工業技術的基礎上,也用了20多年才逐漸研發形成了這兩大頂尖技術體系。

2008年,中海油服的科研人員出發了。在那個時間段,先后出發的還有國家科技部和中石油、中石化以及西南石油大學等政府部門、企業以及科研院所。

“對前路的坎坷和風險,中海油服和油技事業部的管理層是有心理準備的,”余峰坦言,“但我們必須這么做。”

從1985年開始,作為海油系統專門從事油田技術服務的單位之一,他們充分認識到,對高端技術和系統純靠外部購買和引進將帶來高成本壓力和經營風險。帶著強烈的自主研發意識,他們從電纜測井研發起步,經歷了30年的坎坷,其中不乏失敗和挫折,幾經起落。

如今,中海油服油技事業部自主研發制造的90%以上的電纜測井設備都能與國際頂級公司同類產品比肩。

這30年的坎坷,也讓油技事業部從產品研發到成果轉化再到應用推廣這一整套流程上,積累了豐富的技術經驗和人員儲備,對相關關鍵環節有著深刻的認識。

在2008年啟動隨鉆測井和旋轉導向系統自主研發項目時,研發團隊在已有的經驗和技術、人員積累基礎上,對研發的目標和路徑、方法做出了準確的定位,在中海油服管理層的積極推動和有限公司的大力支持和幫助下,確保了儀器的快速研制和迅速投產。

2015年以來,兩套系統先后在渤海的埕北、曹妃甸、旅大等油田完成了8口井的連續作業,作業成績良好,累計進尺超過3849米,工作時間超過566.5小時。

整個作業過程中,旋轉導向鉆井系統指令接收成功率高,儀器造斜率、軌跡調整能力表現出色;隨鉆測井系統采集的伽馬和電阻率測井數據得到甲方人員一致認可,運行穩定無故障。

但盧濤也坦言:目前系統跟國際同行的三代、四代升級版本相比,還屬于基本型,主要差距在于工具尺寸和性能的完整性上,比如我們目前還沒有針對小井眼尺寸的工具;在垂直造斜和近鉆頭測量等性能方面,我們需要進一步研發。但是,工具的核心性能——造斜率、軌跡控制上已達到國際水平,甚至還能做得更好。

“目前,系統已經具備了商業化批量制造生產的條件,下一步亟待考驗的是能否制造出符合現場需要的實用機和是否擁有足夠優秀的現場技術團隊和維保團隊。”油技事業部副總經理劉俊彥對產品的下一步發展重點如是說。

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