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中国掌握贪吃蛇钻井技术 打破美国垄断
  [作者]新宇技术部 [日期]2015-09-29
自由膨胀仪
      2015年5月4日,我国自主研发的旋转导向系统和随钻测井系统联袂在渤海完成钻井作业,这两项技术可以引导钻头像“3贪吃蛇”一样在地下几千米坚硬的岩石里自由穿行,准确命中油藏。这两项技术代表着当今世界钻井、测井技术的最高水平,我国在这两个技术领域打破了国际垄断,成为全球第二个同时拥有这两项技术的国家,中国海洋石油总公司(简称“中国海油”)也成为全球第四、国内第一个同时拥有这两项技术的企业。
    当天早上5点,经过63小时的连续作业,随着渤海九号钻井平台上,仪器钻具顺利完成作业任务,从井下3000米返回海面,标志着我国自主研发的旋转导向钻井系统、随钻测井系统完全具备了海上作业的能力。
   另据中国海油消息,公司自主研发的旋转导向系统Welleader、随钻测井系统Drilog近期联袂完成渤海某井的海上作业。这标志着我国在油气田定向钻井、随钻测井技术领域打破了国际垄断,可自主完成海上“丛式井”和复杂油气层的开采需求,有望大幅降低国内油气田开发综合成本。
    一直以来,油气田开发都像是在做一道时效与成本的“计算题”,即如何在已知地下油气储层位置的情况下,用最小的成本和最快的速度完成钻井服务?换而言之,若想开采“物美价廉”的油气资源,就必须用最少的井位完成最大范围的储量开采,并以最少的起钻次数实现最短钻井周期。面对这道必须“算准”的难题,石油公司不约而同地选择了能够在地层中“横向”行进的定向钻井技术。
    与一般钻井作业不同,定向钻井作业并非让钻头“直”达目的层,而是要求钻头能够在地层深处按照设计好的斜度钻进,直至命中深达几千米的地下油藏“靶心”。
    目前,全球超过40%的定向井采用旋转导向系统钻成,其优势在于能够实时控制井下钻进方向,实现类似于“3D版贪吃蛇”的钻具运行轨迹调整,从而一趟钻贯穿分布在“三维”区域内的目标地层—甚至可以让直径0.2米的钻头在0.7米的薄油层中横向或斜向稳定穿行,实现一趟钻“横向”移动1000米的长距离作业。这种精准制导,对降低开发成本、最大化开发油气田资源具有重要价值。
    如果把旋转导向系统比喻为钻井系统中的“飞毛腿”,那么随钻测井系统就是安装于其上的“千里眼”。旋转导向系统能够在地下几千米完成作业,离不开随钻测井系统的“导航指路”。随钻测井系统能够随时将“钻进沿途”的井下地质数据反馈至地面,由测井工程师完成即时的信息处理和命令传达,相当于为井下设备加装了“千里眼”。
    两套系统并肩作战,能够实现全井段定向旋转钻进,实时调整井眼轨迹,并测量井下环境参数,可极大提升作业效率、降低工程风险,是进行超深水、水平井、大位移井等高难度定向井作业的“撒手锏”。
    然而,由于研发难度大,多年来这两项技术一直被美国的三家油田技术服务公司垄断。目前,全球超过40%的定向井采用旋转导向系统钻成。根据全球范围的作业量统计,2014年这两项技术至少为相关公司带来约200亿美元的收入。
    2008年,在“国家863计划”的支持下,中国海油旗下控股公司中海油田服务股份有限公司,开始自主研发旋转导向钻井和随钻测井两套系统,历经艰辛探索,终于突破技术瓶颈,形成了具备自主知识产权的商标、系统技术和装备体系。
    2014年11月18日,中海油服自主研发的旋转导向钻井和随钻测井系统首次联合完成海上作业。这标志着我国在油气田钻井、测井尖端技术领域打破了国际垄断,有望大幅降低国内油气田开发成本,并为中海油服参与国际高端油田技术服务市场竞争增添重量级砝码。
    在当天完成的渤海作业中,两套系统一趟钻完成813米定向井段作业,成功命中1613.8米、2023.28米和2179.33米三处靶点,最大井斜49.8°,最小靶心距2.1米,充分证明两套系统具备了海上作业能力。
    中海油田服务股份有限公司首席执行官兼总裁李勇表示,近年来,公司持续加大科技领域投入,涌现出一大批自主研发的科技成果。本次旋转导向钻井、随钻测井联袂海上作业的成功,标志着公司已经成为全球第四、国内第一家同时拥有这两项技术的企业。未来公司将致力于两项技术的产业化推广应用,满足我国石油行业对高端技术的迫切需求,同时也为我国石油企业“走出去”参与国际高端油田技术服务市场竞争添足底气。
 
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