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    中國掌握貪吃蛇鉆井技術 打破美國壟斷
      [作者]新宇技術部 [日期]2015-09-29
    自由膨脹儀
          2015年5月4日,我國自主研發的旋轉導向系統和隨鉆測井系統聯袂在渤海完成鉆井作業,這兩項技術可以引導鉆頭像“3貪吃蛇”一樣在地下幾千米堅硬的巖石里自由穿行,準確命中油藏。這兩項技術代表著當今世界鉆井、測井技術的最高水平,我國在這兩個技術領域打破了國際壟斷,成為全球第二個同時擁有這兩項技術的國家,中國海洋石油總公司(簡稱“中國海油”)也成為全球第四、國內第一個同時擁有這兩項技術的企業。
        當天早上5點,經過63小時的連續作業,隨著渤海九號鉆井平臺上,儀器鉆具順利完成作業任務,從井下3000米返回海面,標志著我國自主研發的旋轉導向鉆井系統、隨鉆測井系統完全具備了海上作業的能力。
       另據中國海油消息,公司自主研發的旋轉導向系統Welleader、隨鉆測井系統Drilog近期聯袂完成渤海某井的海上作業。這標志著我國在油氣田定向鉆井、隨鉆測井技術領域打破了國際壟斷,可自主完成海上“叢式井”和復雜油氣層的開采需求,有望大幅降低國內油氣田開發綜合成本。
        一直以來,油氣田開發都像是在做一道時效與成本的“計算題”,即如何在已知地下油氣儲層位置的情況下,用最小的成本和最快的速度完成鉆井服務?換而言之,若想開采“物美價廉”的油氣資源,就必須用最少的井位完成最大范圍的儲量開采,并以最少的起鉆次數實現最短鉆井周期。面對這道必須“算準”的難題,石油公司不約而同地選擇了能夠在地層中“橫向”行進的定向鉆井技術。
        與一般鉆井作業不同,定向鉆井作業并非讓鉆頭“直”達目的層,而是要求鉆頭能夠在地層深處按照設計好的斜度鉆進,直至命中深達幾千米的地下油藏“靶心”。
        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,從而一趟鉆貫穿分布在“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米的長距離作業。這種精準制導,對降低開發成本、最大化開發油氣田資源具有重要價值。
        如果把旋轉導向系統比喻為鉆井系統中的“飛毛腿”,那么隨鉆測井系統就是安裝于其上的“千里眼”。旋轉導向系統能夠在地下幾千米完成作業,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,能夠實現全井段定向旋轉鉆進,實時調整井眼軌跡,并測量井下環境參數,可極大提升作業效率、降低工程風險,是進行超深水、水平井、大位移井等高難度定向井作業的“撒手锏”。
        然而,由于研發難度大,多年來這兩項技術一直被美國的三家油田技術服務公司壟斷。目前,全球超過40%的定向井采用旋轉導向系統鉆成。根據全球范圍的作業量統計,2014年這兩項技術至少為相關公司帶來約200億美元的收入。
        2008年,在“國家863計劃”的支持下,中國海油旗下控股公司中海油田服務股份有限公司,開始自主研發旋轉導向鉆井和隨鉆測井兩套系統,歷經艱辛探索,終于突破技術瓶頸,形成了具備自主知識產權的商標、系統技術和裝備體系。
        2014年11月18日,中海油服自主研發的旋轉導向鉆井和隨鉆測井系統首次聯合完成海上作業。這標志著我國在油氣田鉆井、測井尖端技術領域打破了國際壟斷,有望大幅降低國內油氣田開發成本,并為中海油服參與國際高端油田技術服務市場競爭增添重量級砝碼。
        在當天完成的渤海作業中,兩套系統一趟鉆完成813米定向井段作業,成功命中1613.8米、2023.28米和2179.33米三處靶點,最大井斜49.8°,最小靶心距2.1米,充分證明兩套系統具備了海上作業能力。
        中海油田服務股份有限公司首席執行官兼總裁李勇表示,近年來,公司持續加大科技領域投入,涌現出一大批自主研發的科技成果。本次旋轉導向鉆井、隨鉆測井聯袂海上作業的成功,標志著公司已經成為全球第四、國內第一家同時擁有這兩項技術的企業。未來公司將致力于兩項技術的產業化推廣應用,滿足我國石油行業對高端技術的迫切需求,同時也為我國石油企業“走出去”參與國際高端油田技術服務市場競爭添足底氣。
     
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