“钻地龙”装上了“千里眼”

  近日,中石化西南油气分公司部署的新页1-6HF井顺利完钻,由中石化经纬公司地质测控技术研究院旋转地质导向系统施工,连创该区块三开钻趟数最少、三开日进尺最高、三开钻井周期最短、三开机械钻速最高等6项纪录。

  作为油气勘探开发工程保障的核心利器,旋转地质导向钻井系统被誉为石油工程技术“皇冠上的明珠”,长期被国外垄断。经纬公司坚持以需求为导向,围绕轨迹控制、通信效率、地质测量、可靠性四大难题持续攻关,形成了大推靠力高精度动态测量和矢量控制、高稳定强兼容电源载波总线和系统通信、高可靠长寿命系统结构和耐高温电路、全工况主动式旋转地质导向四大成果,实现全产业链自主可控,系统整体国产化率达94.5%。今年年初,该系统入选国家能源局“旋转导向高端钻井技术装备实现跨越发展”重大成果。

  磨剑:向先进钻井技术进军

  “就像给‘钻地龙’装上了‘千里眼’,旋转地质导向钻井系统能自动寻找目标、多靶点命中,特别是打水平井时能增加泄油面积,大幅提高产量。”中国石化集团公司高级专家、经纬公司旋转地质导向钻井系统项目组负责人马清明介绍。

  长期以来,这项技术一直被国际石油公司垄断,市场上只租不售,且按时间收取高昂服务费用。同时,国内勘探开发对象日趋复杂,国外技术也面临着“水土不服”,这一重大“卡脖子”难题必须攻克。

  2002年,中国石化启动旋转地质导向钻井系统前瞻性研究项目,并列入国家“863计划”。2013年,技术人员经过反复研究,确定了静态推靠式旋转导向技术方案。2015年,原理样机试验成功。2019年11月,旋转导向项目组在胜利油田1-2-斜596井进行第四次试验,经过6天5夜不眠不休的鏖战,试验终于成功,标志着旋转地质导向钻井系统取得了突破性进展。

  砺剑:现场是最好的试金石

  2021年,经纬公司挂牌成立,为旋转地质导向钻井系统技术定型、工业化应用和加快产业化进程提供了重要契机。

  “科技创新没有休止符,生产现场是最好的试金石。早日实现技术定型和工业化应用,打破国外垄断、实现科技自立自强才是根本目的。这中间,新系统的稳定性、可靠性和安全性是关键。”经纬公司执行董事、党委书记吴柏志多次强调。

  经过反复讨论,经纬公司创新结构化攻关模式,边试验、边提升,加快试验应用进程。为了让新系统经得起生产实践的检验,西南页岩气、胜利页岩油等施工一线,到处都留下了项目成员的身影,他们与甲方人员同吃同住,征求意见建议,细化改进提升。2022年,项目组完成了以往10年的实验工作量。在涪陵页岩气田焦页70-S2HF井,经纬旋转地质导向钻井系统“一战成名”,创最大井深、一趟钻进尺、连续无故障工作时间等3项国产旋转导向施工新纪录。

  2022年11月,在集团公司科技部主持召开的经纬旋转地质导向钻井系统鉴定会上,包括5名院士在内的专家组一致认定,该成果整体达到国际先进水平,其中导向头工具面测量精度、方位电阻率测量精度达到国际领先水平。

  亮剑:全面实现工业化规模应用

  据介绍,目前经纬旋转地质导向钻井系统最高耐温165摄氏度、耐压140兆帕、最大抗振动20gRMS(单调速率调度算法)、最大造斜率15度/30米,与国内外同类产品相比,具有测量零长短、通信精度高、适应排量大、控制效果好、现场组装快等优势,标志着该系统已突破“卡脖子”瓶颈。据悉,该系统已在多个油井实现工业化规模应用。

  截至目前,经纬旋转地质导向钻井系统已累计应用194口井,进尺21.96万米,工作时间超2.9万小时,与进口旋转导向仪器相比,大幅降低生产成本。同时,该系统在胜利济阳页岩油、川渝页岩气、西北碎屑岩、老区挖潜、海上油田等实现全场景应用,有16口井实现“一趟钻”完钻,创高指标新纪录30项。

  今年1月6日,丰页1-9HF井应用经纬旋转地质导向钻井系统,并顺利完钻,完钻井深5928米,旋导总进尺2858米,纯钻时间97小时,最高温度达到142.2摄氏度,机械钻速高达29.46米/小时,刷新胜利页岩油三开机械钻速最快纪录。


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